Físicos afirmam saber tudo o que há para se saber sobre a matéria. Seria o fim da Física?

“Agora, não há mais nada novo para ser descoberto pela Física. Tudo o que nos resta são medições cada vez mais precisas.” 
Lord Kelvin (1900)

Lord Kelvin foi um físico tão importante e respeitado em sua época que foi enterrado ao lado de Isaac Newton.

Mas as inúmeras contribuições que Kelvin fez à Física não impediram que ele tivesse uma visão bastante estreita da realidade que ele tão bem ajudou a desvendar.

Agora, físicos ligados ao LHC, o maior experimento científico da história, fizeram um anúncio que, por mais revisado e fundamentado nos conhecimentos atuais que possa ser, soa como mais uma previsão de Kelvin.

Em um artigo publicado na mais renomada revista de Física do mundo, uma equipe do CERN (que administra o LHC) e das universidades de Karlsruher e Humboldt, na Alemanha, afirma que não há mais partículas de matéria para descobrir.

O que equivale a dizer, parafraseando Kelvin, “já conhecemos tudo o que há para se conhecer sobre a matéria. Tudo o que nos resta descobrir são interações entre elas.”

Partículas fundamentais

A busca de uma resposta para a questão “Quantas partículas fundamentais de matéria existem na natureza?” tem movido a física há mais de um século.

Hoje, o Modelo Padrão compreende 12 partículas de matéria, também conhecidas como férmions, divididas em três gerações de quatro partículas cada uma.

Somente as partículas de primeira geração ocorrem em quantidade significativa nas condições normais de temperatura e pressão, o que inclui o elétron, o neutrino do elétron e os quarks up e down – a rigor, apenas o elétron e o próton são coisas “palpáveis”.

Os quarks up e down formam as partículas pesadas, como os prótons e os nêutrons, estando, portanto, na origem de todos os elementos da Tabela Periódica.

Todas as demais só existem no interior dos aceleradores de partículas, e são muito efêmeras, decaindo rapidamente em outros tipos.

Mas não poderiam existir ainda outras partículas, eventualmente mais fundamentais, que somente se manifestariam em condições fora do alcance dos instrumentos atuais?

Não existe nada além do que sabemos

Decididamente não, dizem os físicos, apresentando como prova uma análise com probabilidade de 5,3 sigmas (99,99999%) de estar correta, feita a partir de dados dos aceleradores LHC e Tevatron.

“Mas por que a natureza tem partículas de segunda e terceira geração se elas mal são necessárias? Será que haveriam mais gerações de partículas?” pergunta Martin Wiebusch, um dos autores do novo estudo.

Ele próprio responde: “Há exatamente três gerações de férmions no Modelo Padrão da física de partículas.”

A afirmação “se elas mal são necessárias” soa particularmente estranha levando-se em conta que elas “só” são necessárias, segundo o modelo, para formar todas as outras partículas, sendo a comparação do seu tempo de vida com o tempo na escala humana uma consideração pueril frente a processos que ocorrem em escalas totalmente diferentes.

“Dentro do Modelo Padrão da física de partículas, o número de férmions agora está firmemente estabelecido,” completa Ulrich Nierste, coautor do estudo.

Bóson de Higgs

Partindo da análise de todas as colisões feitas até agora nos dois colisores, os físicos excluíram a existência de férmions desconhecidos.

Os dados mais importantes para essa análise foram os mesmos que levaram à descoberta de uma partícula tipo Higgs, que não se sabe se é realmente o bóson de Higgs ou não.

Como nenhum férmion adicional foi detectado diretamente nos aceleradores, eles precisariam ser mais pesados do que os férmions conhecidos até agora.

Considerando que é o bóson de Higgs que dá massa a todos as outras partículas, esses férmions desconhecidos e pesados teriam que interagir ainda mais fortemente com o Higgs, modificando de tal forma as propriedades dessa partícula que ela não poderia ter sido detectada.

Como ela o foi, a possibilidade de existência de uma eventual quarta geração de partículas foi excluída pelos físicos, que fecharam oficialmente o Modelo Padrão.

É importante lembrar que as propriedades desse bóson tipo Higgs não são ainda conhecidas, o que deixa em aberto a questão de por que existe mais matéria do que antimatéria no Universo.

Ou o fim do Modelo Padrão da física?

Mas o que significa “fechar o Modelo Padrão da Física”?

É possível fazer duas leituras da afirmação.

A primeira é que alguns físicos, no melhor estilo Kelvin, realmente acreditam que não há nada mais a ser descoberto sobre a matéria – não no sentido de assunto, mas no sentido de matéria bariônica.

Sobre a matéria, diga-se de passagem, essa matéria de que nós e as galáxias somos feitos e que, segundo os melhores cálculos, representa 4% da massa do Universo – o restante é composto de alguma coisa dividida entre matéria escura e energia escura, cujos efeitos são detectáveis, mas não se sabe o que seja.

Mas é possível também outra interpretação da conclusão agora anunciada.

A de que os físicos acreditam que o Modelo Padrão da física já deu todos os frutos que tinha para dar, e é necessário partir para uma “nova física”, para novos entendimentos e novas interpretações da realidade, onde novas descobertas sejam possíveis.

Para aprender com os erros passados, seria melhor apostar nessa última possibilidade.