A PARTÍCULA DE DEUS

A matéria ainda guarda muitos segredos para os cientistas que ,há dezenas anos ,tentam desvendar o mecanismo pelo qual as mais ínfimas partículas dos átomos são dotadas de massa. Embrenhados em sofisticadas equações matemáticas, tentam decifrar o mistério que continua insondável e Peter Higgs propôs, em 1964, uma hipótese que continua por comprovar.... mas estamos a ir rápido de mais.....! Todos sabemos que a matéria é feita de moléculas e que estas são formadas por átomos. Por sua vez, estes são constituídos por uma núvem de electrões que giram, em várias órbitas, em torno de um núcleo composto de protões e neutrões, cuja massa é milhares de vezes superior à dos electrões. Mas há mais... ! Os neutrões e protões são formados pelos quarks . Estes são partículas elementares da matéria que nunca se podem observar de forma isolada , interagindo com as quatro forças fundamentais da matéria . Sem entrar em grandes detalhes, diremos que há vários tipos de quarks como o Top (com uma massa 350.000 vezes a do electrão ) , o Bottom,o Charm ,o Strange,o Up e o Down, todos eles de massa diferente. As quatro forças fundamentais da matéria que interagem com as partículas e alteram a sua identidade, energia ou movimento são: a força nuclear forte. a nuclear fraca ,a electromagnética e a gravitacional. Para além dos quarks ,há outras partículas da matéria chamadas leptões. Ao contrário dos quarks, podem ser detectadas de forma isolada. São leves, vulneráveis à força nuclear fraca e imunes á forte. Como exemplo de leptões temos: o electrão, o muão.o tau, e os neutrinos(electrónico, muónico e tautónico), todos de massas diferentes. Além das partículas de matéria (quarks e leptões) existem partículas de energia, os bosões. São exemplos de bosão: fotão, W+, W-, Zº, gluão e os hipotéticos gravitão e bosão de Higgs. Os bosões são mediadores que permitem a transmissão de cada uma das forças fundamentais do Universo, a que já nos referimos um pouco vagamente. Voltemos então a essas forças: Força nuclear forte---actua sobre os quarks para formar protões, neutrões e outras partículas. É muito intensa e de curto alcance, mantendo os protões e neutrões coesos no núcleo. A sua partícula mediadora é o gluão . Força nuclear fraca---Actua sobre quarks e leptões e o seu efeito mais conhecido é a transformação de um neutrão em um protão, com emissão de um electrão e de um neutrino. Manifesta-se na radioactividade.Os seus mediadores são os bosões W+,W- e Zº.Força electromagnética----Actua sobre partículas electricamente carregadas, sem alterar a sua identidade. Faz com que cargas iguais se repilam e cargas diferentes se atraiam. Tem longo alcance e o seu mediador é o fotão. Força gravitacional----Age sobre partículas com massa.Tem longo alcance e pensa-se que a sua partícula mediadora seja o hipotético gravitão. Posto isto, chega-se a um quebra-cabeças; os físicos ao desenvolverem este novo modelo de átomo com as partículas e mediadores , atrás referidos, exigem que a massa de todas elas seja nula. Se a massa das partículas tem de ser nula, como é que se entende que a matéria, formada por átomos, tenha massa? Uma tentativa de explicação foi dada por Peter Higgs ao afirmar que o espaço deve ser atravessado por uma força que pode influenciar as partículas nele existentes que assim adquiririam massa. Essa força deve ser mediada por um bosão a que já chamaram bosão de Higgs ou partícula de Deus. Esta ideia colide com a nossa intuição, já que sempre consideràmos a massa como propriedade intrínseca da matéria mas, para os físicos de partículas não é assim. Eles explicam o facto da seguinte maneira : imaginemos uma grande sala cheia de adeptos do futebol.( a sala representa o espaço ocupado pelo campo de Higgs)De repente, entra por uma porta o Cristiano Ronaldo (simboliza a partícula). A presença do jogador gera uma perturbação que se propaga à medida que ele se desloca pela sala e atrai adeptos que se juntam á sua volta, dificultando-lhe a deslocação. Voltemos a falar de partículas; a resistência que a partícula sofre no seu movimento de atravessamento do campo de Higgs, confere-lhe massa. Atente-se na célebre fórmula da Teoria Geral da Relatividade de Einstein E=m.c2 em que massa e energia são convertíveis uma na outra, tudo dependendo do quadrado da velocidade C.. Por tudo aquilo que já descrevemos ,os físicos decidiram, no ano 2000 , construir um enorme acelerador de partículas, a mais potente máquinq alguma vez sonhada, para provar a existência do bosão de higgs. Este LHC (large hadron collider) está instalado num tunel com 27 kms de circunferência, construído na Suissa e pertencente ao CERN (centro europeu de pesquisa nuclear). ( A foto acima mostra o tunel do CERN ainda sem o acelerador )Também nos Estados Unidos da América, um outro acelerador gigante, o TEVATRON , procura o bosão de Higgs, embora só tenha 6 kms de circunferência e foi nele que foi descoberta a última partícula conhecida, o quark Top. Mas para que serve esta máquina gigantesca, perguntará o leitor ? A ideia é fazer chocar protões, a altíssimas velocidades, afim de observar as partículas que resultam dessas colisões. Os protões e antiprotões são impulsionadas magneticamente num tubo, em sentidos opostos, no anel do acelerador com os tais 27 kms) .Logo que atinjam a velocidade necessária serão desviados para que entrem em colisão frontal, no seio de um detector. O LHC, com os seus 140 milhões de sensores,registará a passagem de milhares de partículas resultantes das colisões, esperando-se que entre elas esteja o bosão de Higgs.É compreensível ser a violência do choque a fazer a diferença entre o ser ou não observada a partícula de Deus., já que a massa das partículas é directamente expressa em energia (eV ou electrão volt) de acordo com a fórmula E=m.c2 .Ora se o Tevatron dos americanos que tem uma energia máxima de 2 Tev ( teraelectrão volt) ou sejam 2 triliões de electrões volt, se arroja à descoberta do bosão de Higgs o que esperar do LHC europeu que terá sete vezes mais ? Esperemos para ver, embora alguns digam que os cientistas estão loucos e que vão criar buracos negros e antimatéria, destruindo a Terra e talvez algo mais.

(Fotografia aérea do acelerador do CERN com os seus 27 Kms de perímetro)
(vista do acelerador do CERN no interior do tunel)

(A figura mostra um dos vários e gigantescos detectores de partículas.Compare-se o seu tamanho com o de um engenheiro que se encontra no seu interior)