O bóson de Higgs não deu nem pro começo

Salvador Nogueira

O mundo assistiu recentemente a uma das maiores celebrações nerds da história, quando cientistas do Cern, centro europeu de física de partículas, anunciaram a descoberta do que provavelmente é o bóson de Higgs.

A razão para tanta festa era que o tal bóson era a figurinha que faltava para completar o grande álbum das partículas, também conhecido como Modelo Padrão. Uma forma simplificada de pensar nele é imaginar uma tabelona que especifica as características de todos os componentes da matéria e da energia.

Está tudo lá. Os subcomponentes dos famosos prótons e nêutrons (quarks), os elétrons e seus primos (léptons), as partículas que mantêm os núcleos atômicos coesos (glúons), os componentes da luz (fótons)… O problema é que algumas dessas partículas são “fantasmas”, não têm massa (caso dos fótons e gluons) outras, têm massa (os quarks, que formam você e tudo de concreto que existe à sua volta). Aí que entra o bóson de Higgs: ele é uma partícula que não interage com fótons, mas interage com quarks, por exemplo. E o resultado dessa interação é o quark ganhar massa (ou seja: graças ao Higgs você não é um raio de luz).

Boa parte das partículas do Modelo Padrão tinham sido propostas em teoria e, depois, a existência delas foi confirmada na prática. Lindo. Mas ainda faltava uma para completar esse álbum de figurinhas: justamente o Higgs. Agora não mais. O LHC, maior acelerador de partículas do mundo, proporcionou a descoberta. E agora temos uma teoria fantasticamente bem-sucedida: ela explica exatamente 4,6% de todo o conteúdo do Universo.

É isso aí mesmo, não tem erro de digitação. O Modelo Padrão, em toda sua grandiosidade festejada pelos físicos, não dá nem para o troco do pão quando falamos do conteúdo integral do Cosmo. Em sua maior parte, ele é composto por duas coisas que ninguém hoje faz ideia do que sejam. Você já deve ter ouvido falar delas: matéria escura (que responde por 23%) e energia escura (os 72,4% faltantes). E talvez essa seja a maior razão para comemorar a descoberta do bóson de Higgs: com sua descoberta, fechamos um capítulo na história da física e abrimos outro, provavelmente muito mais empolgante. O que todo mundo no Cern agora quer saber é: que novidades se escondem além do Higgs?

Espera-se, por exemplo, que o acelerador nos permita descobrir do que é feita a tal matéria escura – entidade que sabemos existir pelo efeito gravitacional que causa na rotação das galáxias, mas jamais conseguimos observar. Pela contas dos físicos, 20% do Universo é matéria escura. E só 5% matéria normal, feita de prótons, elétrons e bósons de Higgs. Aparentemente, a matéria escura é feita de partículas que não interagem com a matéria de nenhum outro modo que não seja a gravidade, por isso é difícil detectá-las

Aliás, por falar em gravitação, esse é outro grande mistério que ainda não foi totalmente esclarecido. Quer dizer, até foi, mas como se fosse uma bizarrice do Universo. Porque enquanto todo o resto do Universo conhecido é descrito por uma teoria quântica (o festejado Modelo Padrão), a gravidade só foi satisfatoriamente apresentada pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein.

Até aí, ok. Podemos conviver com duas teorias diferentes para explicar coisas diferentes, certo? O problema é que há fenômenos que combinam efeitos da relatividade com ocorrências quânticas. E aí, ao combinar as equações das duas teorias, o resultado é… Bem, dá tudo errado. As contas não fecham.

Isso faz supor que a descrição do Universo num nível mais profundo exigirá a criação de uma nova teoria, capaz de reunir a relatividade e a atual mecânica quântica no mesmo saco. Diversos esforços teóricos para “quantizar” a gravidade (em resumo, descrevê-la como uma partícula, o gráviton) têm sido feitos, mas sem balizas experimentais fica difícil saber que caminhos percorrer.

A esperança é que o LHC ajude nisso, ao criar colisões de partículas com energia tal que os eventos relembrem condições similares às que se viu no Universo logo após o Big Bang. Provavelmente essa chamada “teoria final”, se for encontrada, ajudará a entender o que é a tal energia escura – uma misteriosa força que age contrariamente à gravidade, acelerando a expansão do Cosmo – e que compõe 75% do Universo. Isso, com a matéria normal, já desvendada, mais a matéria escura, fechará a conta dos 100%. Mas, até que isso aconteça, os físicos terão muito trabalho nas mãos. Convenhamos: o bóson de Higgs não deu nem pro começo.

* Salvador Nogueira é jornalista científico e também ficou animado com a descoberta do bóson de Higgs.