Indicios da composição da matéria negra?

Sinais possíveis de detecção de WIMPs, (moléculas massivas fracamente interactivas), que são previstas teoricamente pela Supersimetria, uma extensão do Modelo Padrão muito popular entre quem percebe do assunto, emergiram num detector numa mina do Minessota (é numa mina para evitar ruido de outras colisões).

As WIMPS são lentas, frias, interagem fracamente com a matéria normal e nunca através de electromagnetismo, ou seja, não se vêem - são uma das possíveis composições da matéria negra.

Embora a estatistica da detecção seja desde já impressionante, com um elevado grau de confiança, os experts dizem que "ainda não se pode considerar ao nivel de uma descoberta".

Comprovar ou não a validade da Supersimetria é um assunto de extrema importancia na fisica teorica, já que tanta coisa é por ela explicada: Unifica a fisica de particulas com o espaço-tempo; é uma explicação para a matéria negra; resolve o problema da diferença de energia entre as forças fraca e gravitica, entre outras coisas.

Tentativas no LHC de validar a Supersimetria estão a sair completamente frustradas, pelo que alguns fisicos já falam na sua morte iminente (não do LHC mas da supersimetria). No entanto, ainda recentemente a sonda Planck trouxe mais dados que suportam a existencia da matéria negra, cuja constituição pode ser prevista pela supersimentria e este detector do Minessota, em Abril, parece ter assinalado 3 colisões. Mas não chega para provar nada, apesar de merecer ser noticia.

Existem ainda outras evidências da matéria negra, pelo que não está exactamente em causa a sua existencia, mas sim do que é feita e da realidade da supersimetria ou de alguma das suas variantes.



Artigo original aqui.

Update: resolvida ambiguidade entre a existencia e a constituição da matéria negra.

A partícula de Higgs e Deus.

Quem se questiona ainda para que serve o colisionador de hadrões (LHC) ou porque chamaram "a partícula de Deus" à particula de Higgs, convido-o para continuar a ler. Pois este post é sobre isso.

Quem ja sabe porque o LHC é importante, convido na mesma a ler e a comentar. Este é um post mais pessoal que a maior parte do que tenho escrito, na medida em que é mais opinião que factos.

O colisionador de hadrões, certamente serve para mais que "apenas" procurar a particula de Higgs. Vai procurar tambem sinais de dimensões extra e também... Qualquer outra coisa que apareça. Mas a particula de Higgs é das mais importantes e por si só justificava aquele investimento todo. Porque?

A particula de Higgs é a particula portadora do campo de Higgs. E o campo de Higgs é explicação para grande parte daquilo que nós observamos neste universo se comportar como se comporta. Explica a inércia dos corpos, explica a expansão rápida do Big Bang e explica porque a Luz não tem massa. Esta envolvido na existencia da gravidade e portanto na curvatura do espaço e do tempo.

Porque segundo a teoria, o campo de Higgs está em todo o lado, mesmo no vácuo, e é este campo que dá origem à massa dos corpos.

Mas esta particula nunca foi verificada experimentalmente. A entidade explicadora de uma boa porção da fisica nunca foi observada, é uma entidade puramente teórica. Sabemos que muito provavelmente existe porque matemáticamente as peças encaixam todas com uma grande perfeição, desde o princípio dos tempos até agora.

Estas características e propriedades da particula de Higgs ja são o suficiente para lhe chamar a partícula de Deus. E eu tenho-me lembrado muito da particula de Higgs quando abordo a questão da existencia de Deus - uma vez que eu sou daqueles que acham que se Deus existe, então não há razão postular que isso não seja do ambito da ciencia.

São semelhantes, porque hipoteticamente, explicam muita coisa de uma só vez e nunca foram observadas. Até que ponto é que podemos dizer que uma destas entidades é mais real que a outra?

Os criacionistas consideram que não é possivel explicar a macro evolução sem recorrer a Deus, outros, como muitos católicos, que não podemos explicar a consciência sem recorrer a Deus, outros - quase todos os religiosos - que não podemos explicar porque "existe algo em vez de nada" sem recorrer a Deus.

Todas as alegações são mais ou menos faceis de refutar excepto uma. Porque existe algo em vez de nada? Porque existe algo que não precisou de criador? Será que só é possivel explicar isso recorrendo a Deus?

Agnósticos muito convictos como eu, não consideram util repescar a hipotese Deus sempre que um problema não parece ter solução. Porque ao fazermos isso, estamos constantemente a introduzir mais problemas que os que resolvemos - Deus é insondavel... E a por uma pedra no assunto sem ter acrescentado conhecimento sobre ele.

Ficamos com explicações ad-hoc para cada caso particular, mas que não nos permitem conhecer um problema ou um processo ao ponto de ser capaz de fazer previsões sobre ele. Se chove porque Deus quer, não há maneira de saber se amanha vai chover. É o seja o que Deus quiser.

A questão específica aqui, é que a questão "porque existe algo em vez de nada", parece estar por si só num plano para além daquele que é a explicação do "como" as coisas se passam.

Não é tanto o problema de ter de postular uma entidade que não precisa de ser criada, porque essa tanto pode ser Deus como o Universo, e se Deus não precisa de ser criado, continuamos sem saber porque é que ele tem essa caracteristica. Idem para o universo claro. Caso o universo não precise de criador continuamos, à data, sem resposta para isso.

Mas eu proponho que a ciência actual resolve mais problemas se não tivermos de atribuir a criação a Deus, (que apenas "resolve" recorrendo a um postulado sobre a sua vontade: "Porque Ele assim quis") .

A ciencia explica mais coisas porque a partir daí, do momento original, a física desenrola as suas formulas como um reação em cadeia até aos nossos dias, sem precisar de Deuses. E a ciência tem até uma maneira muito especial de dizer que o universo existiu sempre: O proprio tempo surgiu quando surgiu o universo. O espaço idem. Antes não havia um nem outro. A pergunta: "o que havia antes do universo" não tem sentido de ser posta.

Fico com a sensação que Deus só é uma entidade nesseçária para explicar que algo existe, e não o contrário. Mas isso, é se for de facto preciso responder à pergunta, "porque é que existe algo em vez de nada". Talvez não tenha resposta. Porque se recorrermos ao que podemos saber com um grau de certeza elevado, Deus não está lá. Deus é que não existe. Na melhora das hipotese ficariamos com "porque é que existe Deus?". Mas como não sabemos se Seus existe, proponho que não precisemos de ir tão longe. Deus não é matéria de facto. E nada mais parece ser capaz de resolver a questão.

Podemos aceitar a existência de uma entidade que está em todo o lado, participa em tudo, dá origem às propriedades que verificamos no universo e não ter provas diretas dela? É esta a grande comparação entre Deus e a particula de Higgs que me intriga. (E que me admira ainda não me ter sido usada por defensores da hipotese Deus.)

Isto não é equivalente ao problema dos criacionistas de não se "ver" a evolução ou dos dualistas de não aceitar que a consciência seja emergente "apenas" do funcionamento do cerebro. Não é equivalente, por razões que não me interessa agora aprofundar mas que estão ligadas ao facto de a evidencia ser quase direta nestes casos - são as razões que permitem considerar a evolução matéria de facto e no meio da neurologia não se falar de alma. (tipo: não se preocupe que este AVC não lhe afectou a alma...)

A particula de Higgs, aos meus olhos, encaixa melhor nesta questão do que outras questões da ciência. Não é preciso pensar muito para perceber porquê. Porque acreditamos na particula de Higgs e não em Deus da mesma forma? Podemos acreditar que a particula de Higgs é real, se ainda não foi detetada diretamente, só porque, em ultima análise precisamos dela para explicar uma série de coisas?

Porque aceitamos, nós os ateus e agnósticos uma entidade e não a outra?

A minha resposta, é a plausibilidade. E a plausibilidade que é dada de acordo com a força do modelo racional que está por trás.

Se procuro respostas que me satisfaçam racionalemente, tenho de ter a capacidade de distinguir umas das outras por motivos racionais. E se foi um processo racional que me levou a comparar as duas, tenho de aceitar o que me diz a matemárica e a lógica se as aplicarmos ao que podemos saber de facto. E o que elas dizem é que a particula de Higgs existe. Para além da nossa necessidade de a postular para explicar a massa ou o Big Bang.

Se Deus tivesse uma base tão sólida de fundamentos teóricos a suportar a sua existencia, penso que teria de estar no mesmo grau de plausibilidade que a particula de Higgs. Assim penso que tem plausibilidade baixa. E por isso, apesar de considerar sempre a hipotese Deus e até, potencialmente, estar a criar aqui mais uma lacuna para servir de argumento aos crentes, continuo um agnóstico convicto. Convicto que a plausibilidade da hipotese Deus é demasiado baixa para que utilizemos como se fosse real.

Ainda estou a pensar sobre este tema. Talvez ainda volte a ele.

Mas voltando ao princípio, da nessecidade de encontrar experimentalmente a particula de Higgs - é um preceito da ciência. Talvez não seja possivel - o assunto é debatido - mas sem duvida que vale a pena fazer esforços para a encontrar. Porque se ela existe - e parece existir para além do que dá ou não geito - deve haver uma maneira de o verificar. Há e estasse a tentar. Não vamos dizer que é assim e acabou-se, está o assunto arrumado. Porque até prova em contrário, nunca está. E aqui a particula de Higgs e Deus são assuntos completamente diferentes no que proporcionam ao conhecimento humano do universo. Um não é um mistério - sabemos o que faz, como procura-lo, como actua, etc. O outro é o mistério do que "seja o que Deus quiser". Não é só implausivel, também não acrescenta nada.

Pôr o Bang no Big Bang

Porque é que se deu o big bang? Porque é que os objectos têm inércia? Porque é que o L.H.C. é tão importante?

Parece que a resposta a esta questão é o campo de Higgs. Ele está em todo o lado. Permeia todo o espaço, mesmo no vacuo. São as interacções com este campo, que dificultam a mudança de velocidade das particulas e que dão origem à massa. No dia a dia sentimos este campo sempre que aceleramos algo. Levantamos um livro, aceleramos o carro, etc.

O mecanismo de Higgs explica porque as partículas que levam a força fraca são pesadas e por outro lado porque as particulas do campo electromagnetico não têm massa (luz). Os fotões passam através deste campo sem esforço.

Pensa-se que este mesmo campo terá sido o responsavel por exercer uma pressão negativa sobre amatéria que nessa altura (pré Big-Bang) estava muito condensada.

Segundo a teoria da relatividade, a distorçao do espaço pela gravidade também é influenciada pela energia associada à massa em questão. Se comprimirmos uma mola de metal, por exemplo, ela cria um campo gravítico infimamente mais forte, do que se estiver liberta de forças. (Infimamente... Bem, isso depende do tamanho da mola, certo?). Ou podemos ter o mesmo efeito se a aquecermos (estamos a carrega-la com energia).

Analogamente, se se conseguir de algum modo exercer pressão negativa, o campo gravítico muda de acção. Passa a repelir. E é isso que se pensa que o campo de Higgs fez sobre a matéria, na altura imediatamente antes do Big Bang. Tornou a gravidade uma força repulsiva.

Agora imaginem o que acontece se temos a massa toda condensada num só sitio e com gravidade repulsiva. Voilá. Temos um Grande Catapum. (em Inglês Big Bang).

Esta teoria está toda certinha matematicamente, mas a partícula transportadora deste campo, (como o fotão é a do campo electromagnético), nunca foi observada. Há grandes esperanças que tal seja possivel nas experiencias levadas a cabo no CERNE com o LHC (ou Large Hadron Colider).

Parece que vai voltar a funcionar em Novembro. Eu espero que sim.

Fonte: Brian Green, " O Tecido do Cosmos" pela Gradiva

Grande colisionador de Hadrões vai voltar ao activo em Novembro.

É o que noticia hoje a New Scientist. Vai começar a funcionar a metade da potencia porque alguns componentes deixam duvidas que suportem a potencia máxima. Mesmo assim, a 7Tev, é esperado que alguma coisa nova apareça. 

A noticia completa aqui:

http://www.newscientist.com/article/dn17566-large-hadron-collider-to-restart-at-half-its-designed-energy.html

LHC e o medo.

Por toda a Internet há um crescer de comentários motivados pelo medo de que o LHC venha a destruir o planeta. De tal modo alguns queixosos eram convincentes que me comecei a sentir desconfortável. Por isso fiz o que sempre costumo fazer nestas ocasiões. Fui tentar saber mais sobre o assunto.

As minhas conclusões são as seguintes:

1 -Certezas não há.

2- Há um consenso na comunidade cientifica no sentido de o LHC não representar perigo mesmo quando for utilizado na potencia máxima. As vozes de alarme entre os cientistas são muito pontuais e diria mesmo que são isoladas ainda que com um grande impacto mediático. A segurança é inclusivamente defendida por entidades institucionais Norte Americanas que não participam no projecto e que não têm ligação ao CERN, pelo contrario.

3-Os cálculos que levam a prever o aparecimento de entidades malignas (mBN, Strangelets, etc..) estão errados. Fazem interpretações bastante incorrectas das teorias existentes e dificilmente teriam notoriedade se não estivessem a prever o fim do mundo. Mesmo se estiverem certas é de salientar que se baseiam nas mesmas teorias que dizem que estas entidades, em aparecendo, não vão representar perigo. Ou seja, é preciso rebuscar e martelar muito nas teorias actuais não só para fazer aparecer alguns destes fenómenos como para os colocar em posição de destruir a Terra.

4-Mesmo na potencia máxima o LHC não vai lidar com colisões de valores comparáveis às que acontecem naturalmente no nosso próprio sistema solar quando os planetas são bombardeados com raios cósmicos.

5-Por alguma razão fizeram o LHC 300 pés debaixo de terra. Há muita coisa que pode correr mal sem aparecerem buracos negros. Mesmo assim não há maneira de prever que haja danos que não sejam locais.

6-Foi dada a devida atenção a estas teorias precisamente pelo cenário catastrófico que prevêem e uma nova area surgiu na Física - a ética.

7-Metaconclusão- Apesar de não haver certezas, a probabilidade de se destruir o Planeta com o LHC é abaixo da probabilidade de o mesmo acontecer por um processo natural. A possibilidade de se fazer um belo buraco no chão é um bocadinho maior.

Nota de actualização: na manha de hoje 11-Set-08 a noticia "Sucesso na primeira tentativa de funcionamento do maior acelerador do mundo" - http://http//ultimahora.publico.clix.pt/noticia.aspx?id=1342224 -

do jornal "Publico"
http://www.publico.clix.pt/

atinge os 180 comentarios de leitores Portugueses (numero elevado mesmo para paginas internacionais), e o tema é o mesmo. Penso que o CERN vai ter de ter o trabalho de se explicar melhor. De qualquer modo fica aqui também o link para a pagina do CERN sobre a segurança no LHC:

http://public.web.cern.ch/Public/en/LHC/Safety-en.html

O Grande Colisionador de Hadrões produziu as primeiras imagens

As primeiras imagens já saíram do LHC e a experiência foi considerada um sucesso. Um primeiro feixe de protões já deu a volta completa ao túnel e produziu as primeiras imagens. No entanto até que se ponham dois feixes de protões a circular no túnel a toda a velocidade em direcções opostas e em rota de colisão ainda vai demorar umas semanas. Em boa verdade não se sabe ainda quando.

Na realidade estamos em terreno totalmente novo. Em causa esta a busca de uma teoria unificadora e qualquer nova informação proveniente do LHC pode vir a ajudar. Os cientistas admitem que não sabem realmente o que esperar, até certo ponto. O Modelo Padrão (standard), que explica as interacções entre as partículas elementares (aquelas que se pensam ser os blocos de construção de toda a matéria) tem feito previsões excelentes sobre 3 forças fundamentais, mas mantém uma falha grave. Continua a não conseguir explicar a gravidade que apesar de ser uma força mais fraca, é tão importante na compreensão do universo. Reconhecem-se 4 forças fundamentais na física: A gravítica, a electromagnética e as forças nucleares fortes e fracas. Todas as outras derivam destas 4. Os modelos actuais explicam estas forças como a troca de partículas entre outras partículas. Confuso? Sim.

Temos as partículas que constituem a matéria como os quarks que formam os protões e neutrões, (os electrões são formados por leptões). Estas partículas sub-atomicas interagem entre si utilizando as forças acima referidas trocando partículas. Na força electromagnética são os fotões, na força gravítica serão os gravitões (nunca observados), na força nuclear fraca bozões W e Z e a forte, responsável pela integridade do núcleo, por gluões. Há muito, mas muito mais a dizer a este respeito, mas por agora chega.

A gravidade é bem explicada pela teoria da relatividade que descreve a gravidade como uma deformação do espaço-tempo, mas como referi, não encaixa de modo algum no Modelo Padrão.

Para confirmar a teoria é preciso encontrar o bosão de higgs que seria a mais elementar de todas as partículas e que daria origem a todas as outras e que para mais explicaria porque se portam como se portam. .

Para isso, nada como esmagar protões uns nos outros e apanhar os destroços.

No entanto, existem indícios recentes de que o Modelo Standard tem outras falhas. O físico Inglês Stephen Hawking apostou mesmo cerca de 100 euros que não a iríamos ver nunca, a essa a que chamaram nos media particula de Deus, o bosão de Higgs.

Quanto à utilidade de tudo isto... Penso que é preciso ser-se muito velho, mesmo muito velho do Restelo para considerar que compreender o universo não faz falta.