O que significa encontrar “um Higgs”

©Flemming/Lindau Nobel Laureate Meeting. ©R. Schultes/Lindau Nobel Laureate Meeting.

Ganhadores do Nobel David Gross, Martinus Veltman, Carlo Rubbia e Geroge Smoot (da esquerda para direita) com cientistas da Cern no vídeo ao fundo. 62º Reunião de Prêmios Nobel de Lindau (2012).

Felicitas Pauss, diretora de relações internacionais do Cern, em Genebra, pediu para que a audiência de jovens cientistas levantasse a mão: quem trabalhava nos instrumentos Atlas ou CMS do Grande Colisor de Hádrons do Cern, o LHC? Muitas mãos se levantaram. E quem trabalhava como teórico? Mais mãos surgiram – centenas ao todo. Por fim, e quanto às pessoas que estavam interessadas de forma geral? Nesse momento todos os braços do auditório se levantaram.

Com o anúncio de uma partícula semelhante ao bóson de Higgs, hoje foi um grande dia na Reunião de Prêmios Nobel de Lindau, na Alemanha, que este ano se concentra em Física. Essa reunião anual, a 62ª, reúne prêmios Nobel e jovens cientistas para vários dias de palestras e encontros entre colegas. A descoberta há muito antecipada de um bóson como o de Higgs inspirou nos laureados presentes uma mistura de alegria, gratidão, ansiedade para atacar as intrigantes novas perguntas que ela levanta – e até, em um caso, a sensação de que isso tudo foi “um pouco anticlimático”. O Higgs, uma peça que faltava para o Modelo Padrão da física de partículas, era procurado há 30 anos.

“Este é um grande dia para mim, para todos os físicos, para toda a humanidade”, declarou David Gross, que dividiu o Nobel de 2004 pela descoberta da liberdade assintótica na teoria da interação forte. “Não consegui parar de sorrir o dia todo”. (Gross também é consultor de Scientific American.)

Durante uma coletiva de imprensa e em seguida uma mesa redonda, vários laureados deram suas opiniões sobre a descoberta. Para tornar seus comentários mais fáceis de encontrar, organizei este texto em formato de pergunta e resposta.

Então, o que conseguimos?


Basicamente os resultados, apesar de preliminares, apontam com grande nível de confiança para a existência de uma partícula como o Higgs. “Esse não é O bóson de Higgs, mas UM Higgs”, explicou Gross. Para ser o Higgs esperado na versão mais simples do modelo padrão, pesquisadores precisariam determinar duas coisas que ainda não foram medidas, mas que podem ser descobertas nos três meses de experimentos adicionais do LHC que agora estão planejados para antes do desligamento de manutenção: a quantidade esperada de uma propriedade intrínseca do bóson chamada spin e as taxas de decaimento proporcionais às massas das partículas com as quais ele se pareia. 

“Esses são resultados muito preliminares”, lembrou Carlo Rubbia, ex-diretor do Cern que dividiu o Nobel de 1984 por contribuições que levaram à descoberta dos bósons W e Z. Ainda assim, ele os considerou “um marco importante”. Os resultados são maiores do que se esperava para se adequarem ao Modelo Padrão “mais simples”. “Talvez a Natureza tenha decidido pensar de outra forma”, comentou ele sobre a descrição teórica, “ou talvez os experimentos adicionais melhorem nossa compreensão dela”. Para fazer isso, o LHC agora operará por mais três meses e então será desligado por dois anos para a manutenção programada; quando for reativado, será capaz de funcionar a energias mais altas.

As descobertas de hoje, disse ele, inspiraram George Smoot, que dividiu o Nobel de 2006 pela descoberta da forma de corpo negro e anisotropia da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a se desculpar: “Há um ano, eu criticava os teóricos por não procurarem soluções adicionais”, sentindo que eles “se prendiam demais à forma mais simples do modelo”. Ele declarou que agora queria pedir desculpas. (“Eu o perdoo”, brincou Gross, tirando risos da plateia.) “O que estamos vendo é o poder de uma ideia”, comentou Smoot sobre a teoria. “De certa forma, isso é poesia”.

Smoot apontou que os resultados têm um padrão de confiança bem alto, ainda que experimentos adicionais devam melhorá-los ainda mais. “No momento enfrentamos uma situação em que provavelmente estamos dominados tanto por erros conceituais quanto experimentais”. 

Perguntaram a Martinus Veltman, que dividiu o Prêmio Nobel de 1999 por elucidar a estrutura quântica das interações eletrofracas, por que ele parecia menos animado que os outros em relação às notícias. “Para mim é um pouco anticlimático”, respondeu ele. “O que posso dizer?” Ele parecia resignado a trabalhar mais, dizendo que provavelmente nada mais poderia ser feito até que os resultados do Higgs fossem confirmados.

A descoberta é o fim de uma era ou o início de uma nova?

“Ambos”, declarou Gross. Os resultados reforçam o modelo padrão, mas levantam novas perguntas. “Agora temos uma chance de investigar o que eu posso chamar de setor Higgs, um setor novo: esse é apenas o começo. O LHC é um programa para 20 anos e só registrou cerca de 2% dos eventos que serão registrados durante toda a vida do experimento”.  

“Estamos convencidos de que a física não acaba aqui”, destacou Rubbia. “Há perguntas cada vez mais difíceis”.

Vemos sinais de uma física além do modelo padrão nos resultados?

“De certa forma, sim”, respondeu Gross, que lembrou que isso já aconteceu, de fato, no anúncio de dezembro, em que os resultados excluíram uma enorme quantidade de outras energias e massas possíveis para o Higgs.

“Como experimentalista”, ressaltou Rubbia, “eu prefiro deixar a Natureza decidir”.

John Ellis, do Cern, participando por videoconferência, espera a confirmação da supersimetria, um mundo de sombras teórico de partículas elementares. “Os resultados de hoje deixam aberta a possibilidade de a supersimetria ser descoberta no LHC”, declarou ele. Na supersimetria, até cinco bósons de Higgs podem existir. “Eu acredito que o ‘vai ou racha’ da supersimetria” será quando o LHC estiver funcionando a energias mais altas após a manutenção. “Mas ainda estou ansioso, esperando a supersimetria”.

Esses resultados se aplicam à Cosmologia?

Sim, disse Smoot: “Desde que eu era um garotinho, mais ou menos da sua idade, começamos a acreditar que o Big Bang era o modelo correto. Eu achava que a física de partículas seria relevante para a cosmologia e ela é necessária para explicar [problemas como] inflação, assimetria bariônica, matéria escura e a aceleração do Universo”. O modelo padrão ajuda a realizar os cálculos necessários. “A física de partículas tem implicações diretas para o que acontece na cosmologia: não se pode separá-las. Eu sempre acreditei que essas áreas se fundiriam”.

O que os cientistas deveriam fazer após o LHC?

Gross observou que um colisor linear de elétrons e pósitrons tornaria mais fácil testar as propriedades da partícula, “mas que isso não é provável por mais 10 ou 20 anos. Talvez esse resultado dê motivação para que um desses seja construído”. De qualquer forma, “os experimentalistas, como provaram hoje, são extremamente inteligentes” encontrando sinais diminutos com os instrumentos de que dispõem.

“Depois do LHC, a descoberta de algo – é claro que eu espero que não seja O bóson de Higgs – com certeza coloca uma fábrica de Higgs na agenda”, para encontrar mais dessas partículas para análise, apontou Ellis. “Mas não devemos mexer na agenda até que tenhamos visto alguns anos de valores altos no LHC. Algo que seja uma fábrica de Higgs, mas uma que também consiga fazer outras coisas, seria interessante para mim”. 

Veremos um Prêmio Nobel por essa descoberta?

“Nós já temos um!” brincou Gross, disparando risadas de apreciação. Rubbia lembrou que alguns Nobel foram concedidos rapidamente, mas em alguns casos a premiação levou até 40 anos. “Esse é um daqueles marcos da física que merecem a maior consideração” por parte do comitê do Nobel”, adicionou.

De qualquer forma, aconselhou Gross: “Esqueçam os Prêmios Nobel. A empolgação de hoje não é em relação a prêmios, mas em relação à descoberta e à nossa compreensão do mundo real”. 

O que vocês acham sobre as pessoas chamarem o Higgs de “Partícula de Deus”?

“Esse é um termo péssimo”, lamentou Gross. “Não tem nada a ver com isso”. Rubbia adicionou que o físico Leon Lederman, que cunhou uma expressão mais longa e colorida tem “um senso de humor único” e que deveríamos usar o termo “com o mesmo tipo de senso de humor”.

Cerca de 4 mil pessoas trabalham nesses experimentos. Faz sentido gastar tanto tempo e dinheiro?

“Totalmente!” afirmou Gross. “Veja o quanto você está interessado!”. Rubbia adicionou: “Isso mostra como grandes comunidades conseguem trabalhar bem e juntas”.