Neste verão em Chicago, de 3 a 10 de agosto, teóricos e físicos experimentais de todo o mundo participarão da Conferência Internacional de Física de Altas Energias (ICHEP). Um dos destaques desta conferência vem dos Laboratórios CERN, onde os físicos de partículas estão mostrando a riqueza de novos dados que o Large Hadron Collider (LHC) produziu até agora este ano.
Mas, em meio a toda a empolgação resultante da possibilidade de observar os mais de 100 resultados mais recentes, algumas más notícias também tiveram que ser compartilhadas. Graças a todos os novos dados fornecidos pelo LHC, a chance de uma nova partícula elementar ter sido descoberta - uma possibilidade que começara a parecer provável oito meses atrás - agora desapareceu. Que pena, porque a existência dessa nova partícula teria sido inovadora!
As indicações dessa partícula apareceram pela primeira vez em dezembro de 2015, quando equipes de físicos que usavam dois detectores de partículas do CERN (ATLAS e CMS) observaram que as colisões realizadas pelo LHC estavam produzindo mais pares de fótons do que o esperado e com uma energia combinada de 750 gigaelectronvolts. Embora a explicação mais provável fosse um acaso estatístico, havia outra possibilidade tentadora - que eles estavam vendo evidências de uma nova partícula.
Se essa partícula fosse de fato real, provavelmente seria uma versão mais pesada do bóson de Higgs. Essa partícula, que fornece massa a outras partículas elementares, foi descoberta em 2012 por pesquisadores do CERN. Mas enquanto a descoberta do bóson de Higgs confirmou o Modelo Padrão da Física de Partículas (que tem sido a convenção científica nos últimos 50 anos), a possível existência dessa partícula era inconsistente com ele.
Outra teoria, talvez ainda mais empolgante, foi a de que a partícula era o gravitron há muito procurado, a partícula teórica que atua como o "transportador de força" da gravidade. Se de fato era isto , então os cientistas finalmente teriam uma maneira de explicar como a Relatividade Geral e a Mecânica Quântica se articulam - algo que as iludiu por décadas e inibiu o desenvolvimento de uma Teoria de Tudo (ToE).
Por esse motivo, houve um certo grau de entusiasmo na comunidade científica, com mais de 500 trabalhos científicos produzidos sobre o assunto. No entanto, graças à enorme quantidade de dados fornecidos nos últimos meses, os pesquisadores do CERN foram forçados a anunciar na sexta-feira no ICEP 2016 que não havia novas evidências de uma partícula a ser obtida.
Os resultados foram apresentados por representantes das equipes que primeiro notaram os dados incomuns em dezembro passado. Representando o detector ATLAS do CERN, que notou os pares de fótons, estava Bruno Lenzi. Enquanto isso, Chiara Rovelli representando a equipe concorrente que usa o Compact Muon Solenoid (CMS), que confirmou as leituras.
Como eles mostraram, as leituras que indicaram um aumento nos pares de fótons em dezembro passado entraram na linha plana, removendo qualquer dúvida sobre se foi ou não um acaso. No entanto, como Tiziano Campores - um porta-voz da C.M.S. - foi citado pelo New York Times como disse na véspera do anúncio, as equipes sempre foram claras sobre isso não ser uma possibilidade provável:
"Não vemos nada. De fato, existe até um pequeno déficit exatamente nesse ponto. É decepcionante, porque tanto hype foi feito sobre isso. [Mas] sempre fomos muito legais com isso. ”
Esses resultados também foram declarados em um artigo enviado ao CERN pelo C.M.S. equipe no mesmo dia. E os Laboratórios do CERN ecoaram essa declaração em um comunicado de imprensa recente que abordou os últimos dados apresentados no ICEP 2016:
“Em particular, a dica intrigante de uma possível ressonância em 750 GeV decaindo em pares de fótons, o que causou considerável interesse dos dados de 2015, não reapareceu no conjunto de dados muito maior de 2016 e, portanto, parece ser uma flutuação estatística.”
Essas foram todas as notícias decepcionantes, uma vez que a descoberta de uma nova partícula poderia ter esclarecido as muitas questões decorrentes da descoberta do bóson de Higgs. Desde que foi observado pela primeira vez em 2012 e depois confirmado, os cientistas têm se esforçado para entender como é que a mesma coisa que dá a outras partículas sua massa pode ser tão "leve".
Apesar de ser a partícula elementar mais pesada - com uma massa de 125 bilhões de elétron-volts - a teoria quântica previa que o bóson de Higgs tinha que ser trilhões de vezes mais pesado. Para explicar isso, os físicos teóricos têm se perguntado se de fato existem outras forças em ação que mantêm a massa do bóson de Higgs afastada - ou seja, algumas novas partículas. Embora ainda não tenham sido descobertas novas partículas exóticas, os resultados até agora ainda são animadores.
Por exemplo, eles mostraram que os experimentos com LHC já registraram cerca de cinco vezes mais dados nos últimos oito meses do que no ano passado. Eles também ofereceram aos cientistas um vislumbre de como as partículas subatômicas se comportam com energias de 13 trilhões de elétron-volts (13 TeV), um novo nível que foi alcançado no ano passado. Esse nível de energia foi possível graças às atualizações realizadas no LHC durante seu hiato de dois anos; antes disso, estava funcionando apenas com meia potência.
Outra coisa que vale a pena se gabar foi o fato de o LHC ter ultrapassado todos os recordes de desempenho anteriores em junho passado, atingindo um pico de luminosidade de 1 bilhão de colisões por segundo. Ser capaz de realizar experimentos nesse nível de energia e envolver tantas colisões, forneceu aos pesquisadores do LHC um conjunto de dados grande o suficiente para que eles pudessem realizar medições mais precisas dos processos do Modelo Padrão.
Em particular, eles poderão procurar interações anômalas de partículas em alta massa, o que constitui um teste indireto para a física além do Modelo Padrão - especificamente novas partículas previstas pela teoria da Supersimetria e outras. E, embora ainda não tenham descoberto novas partículas exóticas, os resultados até agora foram animadores, principalmente porque mostram que o LHC está produzindo mais resultados do que nunca.
E embora descobrir algo que pudesse explicar as questões decorrentes da descoberta dos bósons de Higgs tivesse sido um grande avanço, muitos concordam que era muito cedo para ter nossas esperanças. Como Fabiola Gianotti, diretora-geral do CERN, disse:
"Estamos apenas no começo da jornada. O excelente desempenho do acelerador do LHC, os experimentos e a computação são extremamente bons para uma exploração detalhada e abrangente das diversas escalas de energia TeV e um progresso significativo em nossa compreensão da física fundamental. ”
Por enquanto, parece que todos teremos que ser pacientes e esperar que mais resultados científicos sejam produzidos. E todos podemos nos consolar com o fato de que, pelo menos por enquanto, o Modelo Padrão ainda parece ser o correto. Claramente, não há atalhos para descobrir como o Universo funciona e como todas as suas forças fundamentais se encaixam.
