O LHC encontrou algum uso prático para o bóson de Higgs?

A partir de apenas um vislumbre da cobertura da mídia sem fôlego e das imagens de físicos na Suíça estourando champanhe, o leigo poderia facilmente descobrir que encontrar o Higgs era um grande negócio. Mas o que exatamente esse Grande Negócio tinha a ver com nossas Pequenas Vidas era um pouco mais complicado de responder. Exatamente o que isso significa, do ponto de vista prático?

Primeiro, vamos estabelecer um pouco de fundo sobre o Grande Colisor de Hádrons (LHC) e os experimentos em geral, que foram conduzidos na Organização Europeia para Pesquisa Nuclear. (Vamos identificá-lo pelo acrônimo CERN , que honestamente faz sentido se você estiver usando o nome antigo da organização e falar francês.) Em poucas palavras, o LHC acelera prótons até quase a velocidade da luz e depois cai eles juntos. A colisão não cria um Big Bang , mas um Teeny Tiny Bang – uma versão extremamente pequena do que era segundos após o início do universo.

Nesses momentos logo após os prótons se chocarem, eles não apenas ricocheteiam um no outro. A energia da explosão resultante nos permite ver partículas muito mais pesadas. Eles são extremamente fugazes e se decompõem em outras partículas em microssegundos. Mas são esses pequenos pedaços de detritos que podem começar a responder a grandes questões de física. O bóson de Higgs é uma dessas partículas e deixou os cientistas de joelhos.

O bóson de Higgs não "explica" a física, nem é a chave para a compreensão do universo. Se a física fosse um gigantesco quebra-cabeça, encontrar o Higgs poderia nos ajudar a estabelecer que há uma imagem de um barco no quebra-cabeça – mas ainda não encaixa todas as peças, ou mesmo nos permite saber se o barco é o assunto ou quantas peças existem. Talvez isso pareça um pouco anticlimático para algo ocasionalmente referido como "a partícula de Deus", o que pode explicar por que os físicos ouvem o termo e estremecem. O Higgs pode ser a descoberta física mais importante de nossa geração, mas isso não significa que descobrimos por que estamos aqui ou o que está no comando.

Mas o suficiente sobre o que o Higgs não é. Vamos entrar nas coisas legais que o Higgs nos diz, antes de entrarmos nos "usos" práticos que podem vir de sua descoberta.

A resposta mais óbvia para o que o Higgs fez por nós até agora é que ele fornece evidências de que o campo de Higgs existe. E antes que você faça cara feia, reclame amargamente sobre essa resposta covarde e nos convide para participar do seu clube de tautologia, ouça-nos. Os físicos há muito lutavam para explicar por que suas equações só faziam sentido se certas partículas não tivessem massa – quando, na verdade, as partículas em questão tinham uma massa observável.

A teoria deles era que o campo de Higgs existia: uma sopa de bósons de Higgs que dava massa a partículas elementares. Não é que os bósons estivessem alimentando as partículas com muitos amidos e gorduras; foi que o próprio campo – que permeia completamente o universo – fez com que as partículas se movessem mais lentamente, permitindo que elas se aglomerassem e criassem matéria. Pense em uma bola de gude batendo rápido em torno de uma forma de bolo inclinada. Adicione uma camada grossa de farinha à panela e, de repente, o mármore trabalha através dos grãos à medida que avança.

Você pode ver por que essa solução era atraente. As equações bonitas não precisavam mudar, porque as partículas ainda podiam ser sem massa, ao mesmo tempo em que reconheciam que, de fato, ganharam massa de alguma forma.

Aqui é onde a teoria e o experimento se juntaram. Ao separar os prótons para estudar um evento semelhante ao Big Bang, os cientistas conseguiram encontrar uma partícula que agia como eles previam que o Higgs deveria. Em outras palavras, por um período de tempo que poderíamos generosamente chamar de fração de segundo, os físicos puderam ver um pouco dos detritos da explosão seguindo um certo caminho que indicava que seu comportamento era diferente das partículas conhecidas. Ele tinha um padrão de massa e decaimento que o destacava em uma linha de possíveis suspeitos de Higgs.

Como dissemos anteriormente, encontrar o bóson de Higgs significava principalmente que agora tínhamos evidências do campo de Higgs. (Afinal, você precisa ter pelo menos um grão de areia para provar que existe uma praia.) E provar que o campo de Higgs existe foi um grande passo para explicar como o universo adquire massa.

Embora seja importante lembrar que o Higgs só dá massa a partículas elementares como elétrons e quarks, isso não significa que seja a mesma coisa para você e para mim [fonte: CERN ]. O cerne da questão é este: sem a existência do Higgs, o universo não seria capaz de formar átomos e moléculas. Em vez disso, elétrons e quarks simplesmente passariam na velocidade da luz, como fótons. Eles nunca seriam capazes de formar qualquer tipo de matéria composta. Assim, o universo seria sem massa. Nós não existiríamos, e nem qualquer coisa em qualquer forma que reconheçamos.

Encontrar o Higgs também ajuda muito a explicar por que o Modelo Padrão – a principal teoria da física, que descreve os menores pedaços do universo – está correto. Todas as partículas previstas no Modelo Padrão foram encontradas, menos o Higgs. Então, descobrir o Higgs ajuda bastante a confirmar que a teoria está no caminho certo.

Mas, lembra o que dissemos sobre ter apenas uma ideia sobre o assunto do nosso quebra-cabeça? Completar o Modelo Padrão pode nos permitir encaixar mais peças do quebra-cabeça, mas não significa terminar o quebra-cabeça em si. Isso porque o Modelo Padrão não nos dá nenhuma descrição da gravidade, nem responde a nenhuma de nossas perguntas sobre matéria escura e energia escura – e elas representam 96% do nosso universo [fonte: Jha ]. Então, simplesmente dizer que descobrimos que o Higgs existe – o que confirma o Modelo Padrão – não nos dá muito mais do que um monte de novas ideias sobre o que existe além dele.

Pior ainda, uma dessas ideias – a supersimetria – está perdendo força rapidamente, por causa da descoberta de Higgs. A supersimetria diz que cada partícula fundamental tem um superparceiro que une força e matéria e pode até ser a base da matéria escura ou da energia. Infelizmente, o LHC não está encontrando esses superparceiros quando as previsões indicam que deveria ser capaz de detectá-los [fonte: Jha ]. Assim, um "uso" prático do Higgs é que ele pode levar os cientistas a repensar teorias que vão além do Modelo Padrão.

Mas não se sinta como se você fosse um tolo da fortuna ainda. Lembre-se de que, quando as ondas eletromagnéticas foram descobertas pela primeira vez no século 19, não sabíamos que elas eventualmente nos ajudariam a ouvir o jogo de beisebol, queimar um burrito congelado ou nos permitir olhar para nossos iPhones o dia todo. Embora a descoberta do Higgs ainda não tenha nenhuma aplicação discernível, eles podem ser apenas um "Eureka!" longe.

Nota do autor: O LHC encontrou algum uso prático para o bóson de Higgs?

Eu gostaria de acreditar que descobrir o Higgs realmente faz mais do que apenas confirmar o Modelo Padrão. Seria legal se encontrássemos uma maneira de o Higgs, digamos, adicionar massa a outras coisas que achamos que precisam de um pouco de volume. Como molhos marinara muito finos. Qualquer coisa é possível!

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