Bosón de Higgs

Senhoras e senhores, apresento-lhes o bosón de Higgs! Comumente chamando de “partícula de Deus“, este corpo subatômico é essencial na explicação da origem da matéria. O bosón de Higgs era a única das 32 partículas fundamentais do Universo (prótons, nêutrons e elétrons, entre outras) previstas pelo Modelo Padrão da Física, formulado em 1964, que ainda não havia sido detectada, embora teoricamente seja responsável por dotar de massa todas as outras partículas.

Pois bem, a busca chegou ao fim. Cientistas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN, sigla em frnacês de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) apresentaram nesta quarta-feira seus últimos resultados, que indicam a descoberta de uma nova partícula subatômica compatível com as previsões teóricas do bosón de Higgs.

Para entender como os mais de 2 mil cientistas chegaram a essa conclução, vamos as explicações. Pela Teoria da Relatividade de Einstein e sua famosa equação E=Mc2, energia e matéria são intercambiáveis. Assim, como não é possível observar o mundo subatômico diretamente, por isso, os pesquisadores usam poderosos aceleradores para chocar feixes de matéria a velocidades próximas à da luz, procurando por assinaturas de energia que indiquem a formação das partículas subatômicas. As medições do Solenóide de Múon Compacto (CMS, sigla em inglês de Compact Muon Solenoid), no entanto, alcançaram uma margem de erro combinada de 4,9 desvios padrões (sigma), pouco menos que os 5 sigma convencionados para o anúncio de uma descoberta oficial, que significa uma probabilidade de mais de 99,9999% das medições estarem corretas.

Então os cientistas observaram um excesso de eventos na faixa de energia de 125,6 giga elétron-volt (GeV)/c2 com o nível de certeza de 5 sigma que seria uma evidência da formação do Bóson de Higgs nas poderosas colisões promovidas no Grande Colisor de Hádrons (LHC, sigla em inglês de Large Hadron Collider).

Os Neutrinos polêmicos continuam

A polêmica continua, os cientistas que verificaram que partículas que viajaram mais rápido do que a luz refizeram os experimentos com neutrinos e verificaram que a anomalia se mantém. Os teste foram feitos no entre o Cern, em Genebra, e Gran Sasso, em Roma.

Agora, os cientistas do grupo se sentem confiantes o suficiente para submeter o resultado à publicação num periódico científico. “Entre os que assinarão o artigo científico está Luca Stanco, do Instituto Nacional de Física Nuclear da Itália. Stanco integrava um conjunto de 15 cientistas do grupo Opera (o responsável pelas observações) que tinha se recusado a associar seu nome aos achados antes, por acreditar que poderia haver um erro de metodologia no trabalho.” Segundo a Folha.com.

Por outro lado, os cientistas do Icarus, outro projeto do Gran Sasso, agora argumentam que suas mensurações da energia dos neutrinos contradizem a leitura dos colegas. Com base em estudos recentemente publicados por dois importantes físicos norte-americanos, que os neutrinos transmitidos do Cern, teriam perdido a maior parte de sua energia se tivessem se deslocado a velocidade superior à da luz, mesmo que por margem ínfima.

E os cientistas do Icarus complementaram dizendo que o feixe de neutrinos testado por seus equipamentos registrou um espectro de energia correspondente ao que deveria exibir caso as partículas estivessem se deslocando no máximo à velocidade da luz.

Quem está com a razão? Lembrando que os resultados dos cientistas do grupo Opera derruba um dos principais conceitos da Física Moderna, proposto por Einstein: o de que nada se mova mais rápido que a luz. Para ele, o limite de velocidade cósmico de 300 mil km/s teria uma resistência quase intransponível a ser quebrado. Os objetos que se aproximassem dele ficariam cada vez mais maciços, até se aproximar de uma massa infinita – impossível de existir.

E aê? Einstein estava errado?

E aê? Einstein estava errado? Gostei do que o escritor Douglas Adams escreveu em O GUIA DO MOCHILEIRO DAS GALÁXIAS: “Nada no Universo ultrapassa a velocidade da luz. A única exceção são as más notícias, que obedecem a leis próprias“. Mas tem uns cientistas que discordam de teoria.

Pior que isso, discordam de um dos principais postulados da Teoria da Relatividade Especial, a de que nada pode viajar mais depressa do que a luz. Os cientistas estão pondo em xeque a Teoria da Relatividade Especial, de Albert Einstein.

Sério, um grupo do Cern anunciou ter flagrado neutrinos, um tipo de partícula subatômica quase sem massa e pouco interativa, ultrapassando o limite de velocidade do Universo. Caso a experiência seja comprovada, isso exigirá a revisão de grande parte da física moderna.

Os dados foram obtidos de um detector de partículas de 1,8 mil toneladas instalado no laboratório subterrâneo italiano de Gran Sasso. Batizado Opera, o equipamento detecta um feixe de neutrinos lançados pelas experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC), acelerador de partículas do Cern, a cerca de 730 quilômetros de distância. Chegou lá 60 bilionésimos de segundo mais adiantado do que a luz.

Parece pouco, mas esse tanto pode derrubar um dos principais conceitos da Física Moderna. Vamos ver se eles estão certos ou não.

Por enquanto, reservem suas passagens para viajar no tempo, porque novas terias poderão surgir, e nessa brincadeira as viagens estão de volta. Lembram do post que eu falava Acabaram as Viagens no Tempo? Pois bem, elas estão de volta. Até outros cientistas analisarem os dados coletados e darem o veredito final sobre o assunto.

Acabaram as Viagens no Tempo

Pois é, aquela viagem no tempo e no espaço já era. Se você queria montar uma máquina do tempo em um DeLorean ou voltar para tentar matar o Exterminador do Futuro, pode tirar o “elétronzinho do átomo.”

Agora só mesmo nas histórias de ficção científica. Porque na vida real, Du Shengwang, da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong, provou que nada pode viajar mais rápido do que a velocidade da luz – já dizia Albert Einstein, em sua teoria, Teoria Especial da Relatividade de 1905.

A idéia da possibilidade de se viajar no tempo, na vida real, surgiu cerca de dez anos atrás, quando cientistas descobriram a propagação superluminal (mais rápida que a luz) de pulsos óticos em alguns meios específicos. Mais tarde ficou provado que o fato era na verdade um fenômeno visual, mas os pesquisadores ainda defenderam que um único fóton poderia superar a velocidade da luz. Que pena!

Então, Shengwang decidiu encerrar a discussão acadêmica e provar que as conclusões de Einstein estavam corretas medindo a velocidade de um único fóton. Mais uma vez Einstein acertou e Shengwang encerrou o debate sobre a verdadeira velocidade de informação transportada por um único fóton. Acabando, de vez, com nossa viagem no tempo.

O estudo foi publicado na revista científica Physical Review Letters.

Fonte: O Globo.

Grávitons

O que são grávitons? Segundo a Wikipédia, “Na Física, o Gráviton (português brasileiro) ou Gravitão (português europeu) é uma partícula elementar hipotética que seria a responsável pela transmissão da força da gravidade na maioria dos modelos da teoria quântica de campos.

A teoria postula que os grávitons sempre são atrativos (gravidade nunca repele), atuando além de qualquer distância (gravidade é universal) e vêm de um ilimitado número objetos. Portanto, se o gráviton existir, deve ser um bóson de spin par e igual a dois, e deve ter uma massa de repouso zero, segundo a Mecânica Quântica.

Explicação simples e direta, o gráviton é um pedacinho do nada criado para explicar a gravidade, podendo ser apenas fruto da imaginação dos físicos. E por falar em imaginação, temos no mundo Marvel, o vilão Graviton.

Durante um experimento, Franklin Hall foi sobrecarregado de partículas sub-graviton por causa de uma explosão em um acelerador de partículas que misturaram suas moléculas. Recuperando-se do acidente, Hall descobriu que podia controlar mentalmente gravidade.

E o gráviton é comentado em Jornada nas Estrelas, é uma partícula elementar que transmite a força da gravidade. É usado para uma variedade de efeitos envolvendo forças de atração/repulsão usados em raios tratores, para gerar a gravidade artificial em naves ou para criar anti-gravidade . O oposto de um gráviton é uma anti-gráviton.

Ainda segundo o universo de Jornada nas Estrelas,  o gráviton foi postulado na Terra pelos físicos no século XX como uma conseqüência da teoria da gravitação quântica. Na medida em que os grávitons são utilizados na produção de gravidade artificial , tanto as naves Vulcanas quanto nas naves da Terra estavam usando grávitons para fins práticos no final do século XX.

Até o século XXIV , as naves da Frota Estelar tinham a capacidade de produzir grávitons como um campo e/ou um feixe de uma nave espacial. (Star Trek: The Next Generation (TNG): “The Best of Both Worlds“; Star Trek: Voyager (VOY): “Caretaker“).

Bom, depois dessas explicações todas vem o motivo do post: Mário Novello, cosmólogo brasileiro propõe uma solução a um mistério que um dos grandes físicos da modernidade, o Prêmio Nobel norte-americano Steven Weinberg, da Universidade do Texas, chamou de “quebra-cabeça“. E, ainda, afirma que o gráviton deve ter uma massa. É uma afirmação audaciosa, sobre algo que os físicos nem são capazes de dizer que existe de fato.

Como explicar isso? Segundo Novello, o gráviton representa a coisa que existe em maior quantidade em todo o Universo. Dez elevado a cento e vinte, é o total de grávitons no Universo. Esse número gigantesco, em notação científica, fica mais elegante: 10120. Mas nem por isso menos absurdo. É apenas uma maneira econômica de escrever um “1” seguido por 120 “zeros”.

Caso suas conclusões sejam verdadeiras, os grávitons são a coisa mais abundante existente em todo o cosmos. Para que se tenha uma idéia, os físicos estimam que os fótons – as partículas de luz – sejam “apenas” 1080. Em contraste, os grávitons seriam 100 trilhões de bilhões de bilhões de bilhões (1040) de vezes mais numerosos.

Essa conclusão, publicada pelo físico num artigo na revista científica “Classical and Quantum Gravity“, chamou a atenção da comunidade científica. Foi um dos dez estudos mais lidos nessa publicação no ano passado.

Agora, o físico brasileiro, que trabalha no CBPF (Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas), no Rio, acaba de dar um passo além nesse esforço teórico. Num estudo ainda não publicado, ele conseguiu ligar um número que Weinberg chamou de “quebra-cabeça da constante cosmológica” à hipótese dos grávitons com massa.

Essa história toda entra tanto na relatividade geral e a mecânica quântica, as duas teorias fundamentais da física contemporânea. A primeira só diz respeito à gravitação, que interpreta como um fenômeno geométrico, derivado das próprias características do espaço-tempo (conjunto indissolúvel que agrega as três dimensões espaciais e a dimensão temporal).

A segunda abarca as três outras forças da natureza, que mantêm os núcleos atômicos coesos, explicam os processos radioativos e os efeitos elétricos e magnéticos. Para a mecânica quântica, as forças são carregadas por partículas. Por exemplo, as forças eletromagnéticas são transmitidas pelos fótons, pacotes mínimos de energia também chamados partículas de luz.

A concepção do gráviton , como a explicação acima, é justamente uma tentativa de conformar a gravidade ao esquema de mundo da mecânica quântica – esforço importante para entender objetos em que tanto os efeitos gravitacionais quanto os efeitos quânticos são importantes, como os buracos negros (astros tão densos que a gravidade impede até a luz de escapar deles).

Novello admite que a relatividade geral de Albert Einstein, concebida em 1915, não tem muito espaço para o gráviton em suas equações. No entanto, ele decidiu trabalhar com uma segunda versão da teoria, elaborada em 1917 pelo mesmo Einstein, onde  apresenta outra circunstância em que a constante cosmológica pode ser aplicada. Segundo ele, lambda pode muito bem representar o valor da massa do gráviton.

Fonte: Folha Online

O Enorme e o Minúsculo

Encontrei esses videos de um programa da National Geographic, Known Universe – The Biggest and The Smallest (Universo Conhecido – O Enorme e o Minúsculo).

Desde o enorme Universo em que vivemos até os minúsculos átomos que fazem os blocos de construção de tudo a nossa volta, o tamanho importa para entender o cosmos. Começando com o nosso Sistema Solar, os videos vão explorar o verdadeiro significado da palavra “grande“. As probabilidades são que você viu no modelo do Sistema Solar feito na escola. Com uma CGI incrivelmente realista, vamos revelar como esse modelo, se construído em escala, não vai caber dentro de um campo de futebol (americano), muito menos em uma sala de aula.

É o programa completo (em inglês), 60 minutos, dividos em 5 partes. É um pouco grande, mas vale muito a pena!