O Bóson de Higgs, a aceleração do universo, a velocidade do neutrino e o Barão de Munchausen

Diferentemente de Pinóquio, que via seu nariz crescer a cada mentira que contava, o Barão de Munchausen tornou-se universalmente conhecido graças não às mentiras que contava, mas, sim, devido às suas extravagâncias. As histórias que Munchausen queria fazer passar como verdadeiras – com uma aparência fantástica – tinham sempre um fundo de razoabilidade. No entanto, uma reflexão ulterior sobre sua descrição de acontecimentos extraordinários, logo nos levava a ponderar sobre a impossibilidade de tais fatos serem reais.

Ao refletirmos sobre algumas informações que relatam a atividade cientifica de hoje, é quase impossível de resistir à ideia de que estamos vivendo em uma era na qual o Barão se sentiria extremamente confortável e, possivelmente, seria até mesmo reconhecido como possuidor de qualidades notáveis de percepção e intuição. Dentre essas, a mais exuberante seria sua descrição daquilo que alguns cientistas, usando diversos meios de comunicação, estão alardeando como descobertas notáveis.

Parece que a imprensa mundial e uma larga faixa daquilo que se costuma chamar o establishment cientifico (isto é, os meios de contato entre os cientistas e a sociedade) estão fazendo o Barão se sentir totalmente à vontade. Nesse comentário, irei simplesmente apontar algumas dessas questões e deixar o leitor tirar suas conclusões sobre se esse meu argumento é possível de ser sustentado ou se eu também estaria seguindo os passos do Barão e exagerando em minha interpretação.

Irei comentar somente três exemplos recentes, a saber, o Bóson de Higgs, a aceleração do Universo e a velocidade do neutrino. O que esses três processos poderiam ter em comum? Iremos ver que o que os une é o exagero açodado das conclusões sobre sua posição no conhecimento científico e a precipitação sensacionalista que os levou a ser noticia nos principais cotidianos nacionais e internacionais produzindo, cada um deles, uma “revolução na ciência”. Aqui, iremos nos limitar a apontar algumas questões que sustentam essa interpretação de açodamento. Uma análise mais especifica e mais detalhada de cada um desses exemplos serão matéria de números subsequentes de Cosmos e Contexto.

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1 – O Bóson de Higgs

Até meados da década de 1960, os cientistas acreditavam que a massa dos corpos era uma propriedade natural, e que, consequentemente, não requeria uma explicação ulterior. Ou, dito de outro modo, epistemológico, não haviam mecanismos, nem embasamento formal capazes de produzir uma explicação coerente e aceitável sobre a redução do conceito de massa (de todos os corpos existentes) a estruturas formais mais elementares. Por várias razões que comentarei em outro artigo de Cosmos e Contexto, ao longo dos anos 1960, a análise da ontologia da massa apareceu. Ou seja, os cientistas se depararam com a questão: qual é a origem da massa de todas as partículas existentes no universo e por que só o fóton não tem massa? Para respondê-la, os físicos criaram um procedimento formal que recebeu o nome de mecanismo de Higgs. Na base desta proposta encontra-se a hipótese de que exista uma nova interação da física e postulado imediatamente que seu agente principal seria uma partícula que ficou conhecida como Bóson de Higgs. A ela está associado um campo que se estende no espaço-tempo, o campo de Higgs, que serviria precisamente para conceder massa a todas as partículas que existem (deixando, no entanto, o fóton como a única partícula sem massa), exceto a si mesma, criando assim o problema de auto-consistência: quem dá massa àquele que dá massa?

Independentemente dessa resposta, a comunidade internacional passou a considerar o Bóson de Higgs como a verdadeira explicação para a origem da massa. Essa função foi considerada tão fundamental que um cientista, prêmio Nobel de física, achou conveniente chamá-la, de modo infeliz e arrogante, de “partícula divina”. Assim, quando recentemente, os resultados experimentais parecem anunciar que ou essa partícula não existe ou, se existir, deverá ter uma massa muito maior daquela necessária para compatibilizar com as propostas originais de sua função, um jornal diário estampou o cabeçalho “Deus em dificuldades”, querendo se referir às dificuldades que a ideia envolvendo a “partícula divina” teriam aparecido graças às observações efetivamente realizadas.

Talvez não devêssemos culpar o jornalista por esse delírio tropical, pois parece-me claro que o circo que foi montado em torno do Large Hadron Collider (LHC) – essa máquina de dez bilhões de dólares que o CERN construiu para poder detectar, caso exista, o Bóson de Higgs – é de completa e inteira responsabilidade dos cientistas envolvidos em uma possível descrição do mundo da microfísica, ainda por ser comprovada.

Com o propósito de fazer as coisas voltarem ao seu normal, em uma recente publicação associada à informação e difusão das atividades realizadas no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN), são comentadas novas teorias que substituiriam a hipótese do Bóson de Higgs, caso ele não seja encontrado ou se não exibir a capacidade universal de conceder massa a todos os corpos que lhe foi atribuída.

2 – A aceleração do Universo

O prêmio Nobel de física de 2011 foi dividido, metade dado a Saul Perlmutter, a outra metade dada conjuntamente a Brian P. Schmidt e Adam G. Riess “pelo descobrimento da expansão acelerada do Universo através da observação de supernovas distantes”.
[Citado da página do prêmio Nobel]

A observação sobre propriedades peculiares de estrelas Supernovas certamente produziu uma série de questões excitantes para a Astrofísica e a Cosmologia. No entanto, essas observações não são suficientes para a demonstração de que o Universo está sofrendo uma expansão acelerada. Com efeito, há várias questões que precisam ser esclarecidas antes de aceitarmos como verdadeira essa possibilidade.

Somente para dar um exemplo, podemos considerar a proposta, bastante viável, de David Wiltshire (que desenvolverá essa argumentação em um artigo na edição de fevereiro de 2012 de Cosmos e Contexto), que consiste em considerar a inclusão de uma energia escura, caso exista, argumentando que ela nada mais seria do que um efeito aparente que decorre da calibração de certos parâmetros cosmológicos na obtenção de médias quando em presença de curvatura espacial e de gradientes de energia gravitacional que aumentam muito com o crescimento de inomogeneidades em épocas recentes. Durante o último Marcel Grossmann Meeting, realizado em 2009, em Paris, Wiltshire apresentou essa argumentação para a comunidade de astrofísicos. Estavam presentes aproximadamente 500 cientistas. Houve críticas e discussões como em toda palestra, mas ninguém argumentou da impossibilidade desse cenário.

O simples fato de que existe em discussão uma proposta que tem embasamento credível é suficiente para que não consideremos a aceleração do universo como um fato científico, mas somente como uma possibilidade dentro de um cenário teórico coerente. Ainda é pouco para garantir seu status como “verdadeiro”. Muito menos para que conquiste um status tão grande que um prêmio de caráter internacional lhe seja atribuído.

3 – A velocidade do neutrino

OS NEUTRINOS DO MÚON SÃO PARTÍCULAS MAIS RÁPIDAS QUE A LUZ?

E. GIANNETTO, G.D. MACCARRONE, R. MIGNANI and E. RECAMI

Abstract: Recentemente alguns trabalhos apareceram e são notáveis pois chamam a atenção para resultados experimentais interessantes relacionados à velha questão se os neutrinos são superluminais (ou não). Estes resultados são complementados então, do ponto de vista teórico, e algumas predições experimentais são adicionadas de modo que possam ser testadas, especialmente com oscilações de neutrinos.

Em 1986, em um artigo que ficou esquecido pela comunidade científica, Enrico Giannetto e colaboradores argumentaram que o neutrino – uma partícula elementar com propriedades muito especiais – poderia ser identificado como um tachyon, isto é, uma partícula que viaja com velocidade superior a da luz. Naquele artigo (cujo titulo é Are muon neutrinos faster-than-light particles?) e em subsequentes, Recami mostrou como essa característica do neutrino, se verdadeira, não invalidaria a teoria da relatividade especial. Ela seria nada mais do que uma consequência natural dentro dessa teoria.

No dia 23 de setembro de 2011, o jornal do CERN anunciou um resultado notável e alertou os jornalistas para a sua importância. Leia o que ali se escreveu:

Experimento OPERA relata anomalia no tempo de voo de neutrinos do CERN até Gran Sasso

Genebra, 23 de setembro de 2011. O experimento OPERA, que observa um feixe de neutrinos emitido do CERN, localizado a 730 Km de distância no Laboratório INFN Gran Sasso, na Itália, apresentará novos resultados em um seminário no CERN nesta tarde, às 16h (Horário de Verão da Europa Central). Este seminário será transmitido em http://webcast.cern.ch. Jornalistas que queiram fazer perguntas deverão fazê-las via Twitter, usando a hash tag #nuquestions, ou via os canais de imprensa usuais do CERN.

No dia 25 de outubro de 2011, Hervé Bergeron, físico da Universidade de Paris, apresenta uma crítica ao modo de interpretação dos dados observacionais. Segundo ele, uma análise desses dados parece apontar que o resultado apresentado não implicaria necessariamente que teria sido detectado que a velocidade do neutrino tivesse superado a do fóton. Segue abaixo o titulo desse artigo e seu resumo.

SOBRE AS QUESTÕES AS ENVOLVIDAS NA ANÁLISE DE DADOS DO EXPERIMENTO OPERA

H. BERGERON

Abstract: Os autores do experimento OPERA [ArXiv: 1109.4897] afirmam que “a medida indica um tempo de chegada antecipado dos neutrinos do múon do projeto CNGS (CERN neutrinos to Gran Sasso) com relação ao calculado assumindo a velocidade da luz no vácuo”. Nesta nota analisamos os aspectos estatísticos dos resultados experimentais apresentados em [ArXiv: 1109.4897], assumindo que erros sistemáticos escondidos não existem. Devido a vínculos estatísticos, mostramos (através de dois métodos diferentes) que os dados experimentais apresentados em [ArXiv: 1109.4897] não permitem concluir sem ambiguidade a existência do comportamento superluminal dos neutrinos. O problema está essencialmente na interpretação dos fatos e não na veracidade deles.

Ainda nesse mesmo meio de comunicação entre cientistas encontramos o artigo de Wolfgang Kundt:

VELOCIDADE DOS NEUTRINOS DO CERN PUBLICADO EM 22/o9/2011. SERIA O EFEITO SUPERLUMINAR RELATADO DEVIDO AO NEGLIGENCIAMENTO DA RELATIVIDADE GERAL?

W. KUNDT

Abstract: Durante os anos de 2009 a 2011, feixes de neutrinos foram enviados repetidamente do CERN em direção a um detector no túnel de Gran Sasso, na Itália, a uns 4 graus ao sul e 7 graus a leste do CERN, a uma distância de 730.5 km, no formato de pequenos conjuntos de partículas. O tempo de voo deles (2.5 mseg) foi medido com uma acurácia alta (nseg) com relógios de césio [3]. Notavelmente, a equipe do CNGS encontrou um déficit de 61 nseg comparado com a propagação à velocidade da luz, e concluíram que estavam à velocidades superluminais da ordem de 10^-4.6. Nesta comunicação, argumentarei que este é o primeiro experimento para testar a teoria de Einstein no campo gravitacional (fraco) da Terra, com o resultado de que os neutrinos propagaram-se com velocidade (exatamente) luminal.

O que podemos concluir dessas argumentações?

1. Que a interpretação dos dados observacionais, posta em cheque, merece uma crítica e resposta imediata;

2. Se a interpretação dos responsáveis pela experimentação OPERA estiver correta, a análise das suas consequências deve ser efetivada à luz de interpretações como aquela de Recami e/ou outras semelhantes.

Talvez, o mais importante seja aceitar que a experiência em questão ainda está por ser completamente entendida e, portanto, deve se manter nas discussões de laboratório. Ou, se a imprensa convencional – isto é, não científica – pretender tornar público esse resultado, que o faça. Mas acrescente as dúvidas e contradições típicas da atividade científica.

Dessa brevíssima análise, creio que segue uma questão. A atividade científica merece publicidade. Mais do que isso, a sociedade exige que se noticie o que ocorre nos laboratórios por ela financiados. No entanto, exagero e açodamentos devem ser evitados, sob pena de que, assim como os políticos já o conseguiram, os cientistas também comecem a perder a credibilidade.

P.S.: Os artigos referentes ao Bóson de Higgs (M. Novello), a aceleração do universo (D. Wiltshire) e a velocidade do neutrino (entrevista com E. Recami et al), aparecerão em números subsequentes de Cosmos e Contexto.

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Atualização

Os artigos prometidos foram publicados nas edições n.2 e n.4, respectivamente:

Táquions, por Erasmo Recami;

Da energia escura à estrutura cósmica, por David Wiltshire.

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