Como entender e explicar ‘a partícula de Deus’

Esta imagem sem data disponibilizada pelo CERN mostra um evento candidato típico, incluindo dois fótons de alta energia cuja energia (representada por torres vermelhas) é medida no calorímetro eletromagnético CMS. As linhas amarelas são os rastros medidos de outras partículas produzidas na colisão. O volume azul claro mostra o barril do calorímetro de cristal CMS. Para aplausos e ovações, os cientistas do maior destruidor de átomos do mundo alegaram a descoberta de uma nova partícula subatômica na quarta-feira, 4 de julho de 2012, chamando-a de 'consistente' com o tão procurado bóson de Higgs - popularmente conhecido como a 'partícula de Deus' - que ajuda a explicar o que dá a toda a matéria no universo tamanho e forma. (AP Photo/CERN) SOMENTE PARA USO EDITORIAL - CRÉDITO OBRIGATÓRIO -

Os jornalistas adoram usar palavras como “descoberta” e “descoberta”, mas os cientistas se encolhem com essas palavras. Eles podem ficar especialmente desconfortáveis ​​com a frase “A Partícula de Deus”, um termo criado pelo físico ganhador do Prêmio Nobel Leon Lederman como uma maneira de explicar como o mundo subatômico funciona - não quem o criou.

Os cientistas usam uma frase diferente, o bóson de Higgs , e oferecem descrições como a O diretor-geral do CERN, Rolf Heuer, deu na manhã de quarta-feira em uma entrevista coletiva perto de Genebra :

“A descoberta de uma partícula consistente com o bóson de Higgs abre caminho para estudos mais detalhados, exigindo estatísticas maiores, que determinarão as propriedades da nova partícula e provavelmente esclarecerão outros mistérios do nosso universo.”

Não é à toa que os jornalistas são tentados a dizer coisas como “Os cientistas descobriram a Partícula de Deus, a chave para entender o universo”.

Não, ainda não.

A partícula de Deus

Lederman descreveu a partícula como a coisa que “acredito que orquestra a sinfonia cósmica”.

Lederman também explicou como ele chegou à frase “A Partícula de Deus”. Em um artigo chamado “ Camiseta The Tale of Two Particles and the Ultimate ,' ele explicou:

Esse bóson é tão central para o estado da física hoje, tão crucial para nossa compreensão final da estrutura da matéria, mas tão evasivo, que lhe dei um apelido: a partícula de Deus. Por que Deus Partícula? Duas razões. Um, o editor não nos deixou ligar
é a Maldita Partícula, embora esse possa ser um título mais apropriado, dada a sua natureza vilã e a despesa que está causando. E dois, há uma conexão, de certa forma, com outro livro, um muito mais antigo…

Ele estava se referindo ao livro bíblico, Gênesis 11: 1-9, uma passagem que ele diz evocar uma época em que as pessoas compartilhavam uma língua e a matéria era simétrica. Então, complicou.

Lederman foi uma das legiões de cientistas que buscaram essa partícula que poderia explicar como os átomos obtêm sua massa. De certa forma, é um esforço para entender a menor coisa, as partículas subatômicas, para que possamos entender a maior coisa, o universo.

Lederman escreveu sua própria versão de um novo Gênesis 11 no qual ele imaginou este dia, um dia em que os cientistas poderiam anunciar que estavam prestes a desvendar um mistério:

“E todo o universo era de muitas línguas e de muitos discursos. E aconteceu que, partindo do oriente, encontraram uma planície na terra de Waxahachie, e ali habitaram. E diziam uns aos outros: Vamos, vamos construir um Colisor Gigante, cujas colisões podem remontar ao início dos tempos. E eles tinham ímãs supercondutores para dobrar, e prótons tinham para esmagar.

E o Senhor desceu para ver o acelerador, que os filhos dos homens construíram. E o Senhor disse: Eis que o povo está desfazendo a minha confusão. E o Senhor suspirou e disse. Vá, vamos descer, e lá dê a eles a Partícula de Deus para que eles vejam quão belo é o universo que eu fiz.”

— O Novo Testamento, 11:1

As minas terrestres do jornalismo

Quando você começa a usar palavras como God Particle, você começa a misturar teologia (um sistema de crenças) e ciência, um sistema de fatos prováveis ​​que podem ser replicados.

Quando você usa palavras como “descoberta”, você implica que agora sabemos algo que não sabíamos antes. Alguns disseram que encontrar a partícula de Higgs é como encontrar uma pegada de dinossauro; você encontrou um resquício ou rastro, não a COISA em si.

Mas vamos ser claros, mesmo os cientistas envolvidos neste trabalho acreditam que estão muito perto de saber algo grande e importante.

Esta imagem sem data disponibilizada pelo CERN mostra um evento candidato típico, incluindo dois fótons de alta energia cuja energia (representada por torres vermelhas) é medida no calorímetro eletromagnético CMS. As linhas amarelas são os rastros medidos de outras partículas produzidas na colisão. O volume azul claro mostra o barril do calorímetro de cristal CMS. (Foto AP/CERN)

“Descoberta” é uma palavra enganosa, no entanto. Este anúncio foi mais como um fluxo de compreensão de décadas que ganhou velocidade nos últimos meses.

Alguns dias atrás , cientistas americanos disseram que estavam perto de poder dizer que encontraram a partícula de Deus. Perto, mas não tanto.

De volta em março , cientistas americanos relataram praticamente a mesma coisa, que depois de estudar dados por mais de 40 anos, eles estavam muito perto de serem capazes de dizer que isolaram a partícula de Deus.

Seis meses antes, em dezembro de 2011, dois grupos europeus encontraram aproximadamente a mesma coisa.

Mas esta semana, os relatórios saúdam o que parecia ser algo totalmente novo – uma “descoberta”.

Um relatório dizia, “Os cientistas hoje saudaram a descoberta “importante”…”

O jornal New York Times disseram os cientistas, “descobriram uma nova partícula subatômica que parece para todo o mundo como o Bóson de Higgs , uma chave potencial para entender por que as partículas elementares têm massa e, de fato, para a existência de diversidade e vida no universo”.

O que os cientistas estavam procurando e o que eles encontraram?

Vamos começar pequeno. Partículas subatômicas como elétrons, prótons e nêutrons compõem os átomos. Os átomos formam as moléculas. As moléculas se unem para produzir substâncias como água, madeira, produtos químicos e borracha.

Depois, há essas coisas que os físicos chamam de bósons. Os bósons são partículas como os fótons, mas não reagem da mesma forma que outras partículas. Eles parecem ajudar outras partículas a se dar bem. Os fótons não possuem massa, apenas energia. Outras partículas, prótons, por exemplo, têm massa.

Mas de onde vieram essas partículas minúsculas, os bósons? Um cientista chamado Peter Higgs (daí o bóson de Higgs) sugeriu que talvez haja uma partícula chave com a qual os outros interagem. Se os cientistas pudessem descobrir essa partícula, eles poderiam entender o que dá aos elétrons, prótons e nêutrons sua massa, sua substância.

Nick Thompson, da CNN, ofereceu esta analogia:

“Imagine o universo como uma festa. Convidados relativamente desconhecidos na festa podem passar rapidamente pela sala despercebidos; os hóspedes mais populares atrairão grupos de pessoas (os bósons de Higgs) que então diminuirão seu movimento pela sala.

“A velocidade das partículas que se movem pelo campo de Higgs funciona da mesma maneira. Certas partículas atrairão aglomerados maiores de bósons de Higgs – e quanto mais bósons de Higgs uma partícula atrair, maior será sua massa”.

Quando os cientistas fizeram seu grande anúncio esta semana, eles foram muito cuidadosos em NÃO chamar de avanço ou descoberta. Eles não afirmaram ter encontrado o bóson de Higgs, embora claramente seja o que todos esperam.

A história do Wall Street Journal mostra o quão cuidadosamente o anúncio foi feito:

“Joe Incandela, porta-voz de um dos experimentos, disse aos cientistas do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, ou CERN, que a nova partícula era definitivamente um bóson e o bóson mais pesado já encontrado. “

“As implicações são muito significativas e é precisamente por isso que devemos ser extremamente diligentes em todos os nossos estudos e verificações cruzadas.”

O trabalho que produziu o anúncio de hoje é produto dos cientistas da Grande Colisor de Hádrons , localizado na fronteira da Suíça e da França. O colisor é um oleoduto subterrâneo, uma espécie de pista de corrida, na qual os cientistas explodem dois feixes de partículas subatômicas chamadas “hádrons” – prótons ou íons de chumbo – um no outro em um esforço para fazê-los colidir.

A noção sempre foi de que, ao esmagar os átomos, eles poderiam replicar a chamada explosão do “Big Bang” que pode ter acontecido quando o universo começou.

Os americanos estão envolvidos nesse negócio de colisores há décadas. Mas no ano passado, o Departamento de Energia fechou o Fermilab Tevatron colisor perto de Batavia, Illinois por causa de problemas orçamentários.

Então, por que tudo isso importa?

(Um pequeno jogo de palavras para vocês, geeks da física.)

A ciência de partículas tem benefícios tangíveis, além de explicar como o universo funciona.

Medicina agora usa a ciência de partículas para diagnosticar e tratar o câncer. As ressonâncias magnéticas, que você pode encontrar nos principais hospitais do mundo, usam a tecnologia de ímã supercondutor.

Segurança Interna usa física de partículas para olhar dentro de grandes caixas de transporte.

A World Wide Web foi criado pelo “cientista do CERN, Tim Berners-Lee …

Site do Departamento de Energia aponta para outras maneiras pelas quais seu supercolisor tocou nossas vidas:

• Esterilização de alimentos
• Produção de isótopos médicos
• Simulação de tratamentos contra o câncer
• Testes de confiabilidade de armas nucleares
• Escaneamento de contêineres
• Combinação proposta de PET e MRI
• Melhor qualidade de som em gravações de arquivo
• Computação paralela
• Implantação de íons para materiais de reforço
• Cura de epóxis e plásticos
• Mineração de dados e simulação
• Relações Internacionais
• Transmutação de lixo nuclear
• Operação remota de instalações complexas

O que você pode fazer com esta história

Então você quer explorar esta história e os olhos do seu editor estão rolando para a parte de trás de sua cabeça. E agora?

Primeiro, entenda a história. Não exagere no anúncio desta semana como uma nova descoberta revolucionária que acabou de acontecer. Não jogue isso como uma discussão teológica porque é chamado de partícula de Deus.

Em segundo lugar, trate a história com seriedade. A física das partículas pode parecer intimidante demais para você lidar. Mas os aplicativos locais que afetam o público estão ao seu redor. Procure no departamento de medicina nuclear do hospital local e na segurança do porto.

Terceiro, como suas universidades locais estão envolvidas na descoberta? Quão empolgados estão os alunos para viver em uma era de descoberta acelerada? Converse com os melhores estudantes de ciências e pergunte o que eles esperam descobrir em suas vidas.

Quarto, qual é a situação do ensino de ciências em sua parte dos Estados Unidos?

Eu me pergunto se vivemos em uma época em que a América encontrará maneiras de investir em grandes ideias como um super colisor novamente. Nós desativamos o programa do ônibus espacial sem ideia do que vem a seguir. Não seria bom ter alguma visão, plano de ação e financiamento para o que queremos aprender e descobrir a seguir? Pergunte aos candidatos do Congresso e da Presidência sobre isso.

Aposto que você também tem ideias. Compartilhe-os na seção de comentários.