Dez anos atrás, os cientistas anunciaram uma das descobertas mais importantes da física: o bóson de Higgs. A partícula, prevista 48 anos antes, era a peça que faltava no Modelo Padrão da física de partículas. A máquina construída em parte para encontrar essa partícula, o Large Hadron Collider (LHC) circular de 27 quilômetros de comprimento no CERN, perto de Genebra, cumpriu sua promessa ao mostrar sinais de um novo pedaço fundamental da natureza que correspondia às expectativas para o Higgs.
A existência desse pequeno objeto foi proposta pela primeira vez pelo físico Peter Higgs em 1964. Durante anos, o significado da previsão foi perdido para a maioria dos cientistas, incluindo o próprio Higgs. Mas aos poucos ficou claro que o bóson de Higgs não era apenas um espetáculo exótico no circo de partículas, mas sim o evento principal. A partícula e seu campo de Higgs associado acabou sendo responsável por dar massa a todas as outras partículas e, por sua vez, criar a estrutura de galáxias, estrelas e planetas que definem nosso universo e possibilitam nossa espécie. Os físicos acreditaram nessa história por muitas décadas, mas isso não foi comprovado até 4 de julho de 2012, quando pesquisadores de dois experimentos no LHC anunciaram sua descoberta e confirmaram a previsão que Higgs fez todos esses anos atrás.
No entanto, a descoberta, por mais cientificamente emocionante, empurrou um Peter Higgs tímido para a imprensa aos olhos do público. Quando ele compartilhou o Prêmio Nobel de Física no ano seguinte, Higgs deixou sua casa em Edimburgo e acampou em um pub do outro lado da cidade no dia do anúncio para que o comitê do prêmio não pudesse alcançá-lo. O físico Frank Close conta a história de Higgs e a grande ideia do físico em seu novo livro Elusive: Como Peter Higgs resolveu o mistério da missa (Livros Básicos, 2022). Americano científico falou com Close sobre a partícula, a busca para encontrá-la e o homem que começou tudo.
[An edited transcript of the interview follows.]
Seu livro se chama Enganoso. Certamente o próprio bóson de Higgs era indescritível e os físicos levaram décadas e muitos bilhões de dólares para encontrá-lo. Mas o homem Higgs surge em seu livro como uma pessoa indescritível também.
Um dos maiores choques que tive ao entrevistá-lo foi quando ele disse que a descoberta do bóson “arruinou [his] vida.” Eu pensei: “Como isso pode arruinar sua vida quando você faz uma bela matemática, e então acontece que você misteriosamente tocou no pulso da natureza, e tudo em que você acreditou mostrou estar correto, e você ve ganhou um Prêmio Nobel? Como essas coisas podem chegar à ruína?” Ele disse: “Minha existência relativamente pacífica estava terminando. Meu estilo é trabalhar isoladamente e ocasionalmente ter uma ideia brilhante.” Ele é uma pessoa muito aposentada que estava sendo empurrada para o centro das atenções.
Isso, na minha opinião, é o motivo pelo qual Peter Higgs, a pessoa, ainda é indescritível para mim, embora eu o conheça há 40 anos.
Você cita Higgs dizendo que essa ideia foi “a única ideia realmente original que já tive”. Você acha que isso é verdade?
Sim, mas quantos de nós podemos dizer que tivemos uma ideia realmente brilhante? Não há dúvida de que ele teve uma ideia realmente brilhante. Na física, as pessoas que fizeram coisas realmente grandes tendem a fazer muitas coisas grandes. Higgs é único neste ser uma vez e apenas uma vez. É fácil descartá-lo como sorte, e claramente a sorte fazia parte disso. Mas estar no lugar certo na hora certa, você tem que reconhecê-lo. Higgs passou dois ou três anos realmente tentando entender um problema específico. E porque ele tinha feito esse trabalho duro e ainda estava tentando aprofundar sua compreensão desse conceito muito profundo, quando um papel apareceu em sua mesa fazendo uma pergunta relacionada, Higgs teve a resposta por causa do trabalho que ele fez. Ele às vezes diz: “Sou conhecido principalmente por três semanas da minha vida”. Eu digo: “Sim, Peter, mas você passou dois anos se preparando para aquele momento”.
A descoberta do bóson de Higgs ocorreu quase 50 anos após a previsão de Higgs, e ele disse que nunca esperava que fosse encontrado em sua vida. O que significava para ele que a partícula fosse finalmente detectada?
Ele me disse que sua primeira reação foi de alívio por ter sido de fato confirmado. Naquele momento ele soube [the particle existed] afinal de contas, e ele sentiu uma profunda sensação de estar comovido por ser realmente assim na natureza — e então entrou em pânico porque sua vida ia mudar.
Por que a descoberta de Higgs foi tão importante?
A descoberta de Higgs foi que a massa não é algo intrínseco às partículas. É um resultado de todo o cosmos. Isso acontece porque há algum campo de coisas por aí que faz isso. E o aspecto estranho e contra-intuitivo disso é que se o vácuo [of space] estivesse completamente vazio, seria menos estável do que se você o enchesse com essa coisa misteriosa que chamamos de campo de Higgs. Isso é tão contra-intuitivo que me pergunto se é por isso que demorou tanto para que essa ideia surgisse. E agora sabemos que é verdade.
A maioria das pessoas já ouviu falar do campo eletromagnético. Se você adicionar energia a um campo eletromagnético, poderá excitá-lo em fótons. Da mesma forma, existe essa coisa que chamamos de campo de Higgs. Se pudéssemos aplicar energia suficiente a isso, poderíamos, em princípio, excitá-lo e produzir bósons de Higgs. O bóson de Higgs e o campo de Higgs são análogos aos fótons e ao campo eletromagnético.
No entanto, acender um fósforo produz milhões de fótons, mas para produzir um bóson de Higgs, temos que concentrar 125 bilhões de elétron-volts em um ponto, que foi o que eles fizeram no LHC. Essa é a razão pela qual conhecemos os fótons há 100 anos e recentemente encontramos o bóson de Higgs.
Já se passaram 10 anos desde a descoberta do bóson de Higgs, e algumas pessoas vêm criticando a falta de uma descoberta igualmente emocionante no LHC desde então. Você está desapontado por não ter havido outra descoberta de alto nível após o Higgs?
Esta descoberta foi um momento seminal na cultura humana. É uma descoberta que se classificará ao lado da descoberta do átomo de Rutherford e do núcleo. É a descoberta de que estamos imersos nessa essência ainda misteriosa, o campo de Higgs, que finalmente leva à estrutura do universo. Esperar que outras descobertas desde então atendam a esse padrão é perder o quão profundo esse foi.
Quais são as perspectivas para os próximos 10 anos no LHC?
Encontrar o bóson de Higgs foi como escalar uma montanha. Quando Higgs fez seu trabalho, nem sabíamos onde ficava a cordilheira ou quão alta ela poderia ser. O Modelo Padrão da física de partículas nem existia. Havia uma vaga consciência de que em algum lugar desse pico havia um bóson de Higgs que realmente seria a prova de que toda essa estrutura estava lá. A partir do final da década de 1990, tínhamos uma noção de quão alta era a montanha. E então não foi até 2012, quando finalmente escalamos esse pico.
Agora estamos descendo o outro lado da montanha, atravessando as planícies, e elas se estendem até a escala de Planck [the minimum limit of the universe]. Se estivermos corretos, em algum lugar nas planícies existem outras cadeias de montanhas onde existem partículas de supersimetria ou partículas de matéria escura. Mas não temos nenhuma indicação clara de quão longe através das planícies você precisa viajar para ver essas novas cadeias de montanhas. Essa é a diferença entre onde estamos agora e onde estivemos nas últimas décadas. Não temos nenhuma maneira convincente de dizer até onde temos que ir. É indescritível.
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