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O campo de Higgs dá massa às partículas elementares, mas a maioria da nossa massa vem de outro lugar.
A história de massa das partículas começa logo após o big bang. Durante os primeiros momentos do universo, quase todas as partículas eram sem massa, viajando na velocidade da luz em uma "sopa primordial" muito quente. Em algum momento durante este período, o campo de Higgs ligou-se, permeando o universo e dando em massa para as partículas elementares.
O campo de Higgs mudou o ambiente quando foi ligado, alterando a maneira que as partículas se comportam. Algumas das metáforas mais comuns comparam o campo de Higgs com um barril de melaço ou xarope espesso, o que retarda algumas partículas a medida que elas viajam através do barril.
Outros já imaginam o campo de Higgs como uma multidão em uma festa ou um famoso tentando passar por uma horda de paparazzi. Assim que cientistas famosos ou uma lista de celebridades passarem, as pessoas irão cercá-los, diminuindo sua velocidade, mas rostos menos famosos viajarão através das multidões despercebidos. Nestes casos, a popularidade é sinônimo de massa: quanto mais popular você for, mais você vai interagir com o público, e mais "maciço" você será.
Mas como o campo de Higgs se ligou? Por que algumas partículas interagem mais com o campo de Higgs do que outras? A resposta curta é: Não sabemos.
"Isso é parte da razão pela qual encontrar o campo de Higgs é apenas o começo, porque temos uma tonelada de perguntas", diz Matt Strassler, um físico teórico e associado do departamento de física da Universidade de Harvard.
A força forte e você
O campo de Higgs dá massa às partículas fundamentais, como elétrons, quarks e outros blocos de construção que não podem ser quebrados em partes menores. Mas estes ainda representam apenas uma pequena proporção da massa do universo.
O resto vem de prótons e nêutrons, que recebem quase toda a sua massa da força nuclear forte. Estas partículas são cada um compostas por três quarks que se deslocam a uma velocidade vertiginosa que estão ligadas entre si por glúons, as partículas que carregam a força forte (o nome glúons vem de cola, em inglês, pois estas partículas mantêm o núcleo dos átomos coeso). A energia desta interação entre quarks e glúons é o que dá prótons e nêutrons sua massa. Tenha em mente a famosa equação de Einstein E = mc² , o que equivale a energia e massa. Isso faz com que a massa seja um depósito secreto para a energia.
"Quando você coloca três quarks juntos para criar um próton, você faz uma ligação de uma enorme densidade de energia em uma pequena região no espaço", disse John Lajoie, físico da Universidade do Estado de Iowa.
Um próton é feito de dois quarks up e um quark down; um nêutron é feito de dois quarks down e um quark up. Sua composição semelhante faz como que as massas que eles adquirem da força forte sejam quase idênticas. No entanto, os nêutrons são ligeiramente mais maciços do que prótons e essa diferença é crucial. O processo de decomposição de nêutrons em prótons promove a química, e assim, a biologia. Se prótons fossem mais pesados, eles, ao invés disso, decairiam nêutrons, e o universo como o conhecemos não existiria e claro, nós também não.
"Como se vê, os quarks down interagem mais fortemente com o [campo] Higgs, para que eles tenham um pouco mais de massa", diz Andreas Kronfeld, um físico teórico do Fermilab. É por isso que a pequena diferença de massa entre prótons e nêutrons existe.
Mas o que dizer de neutrinos?
Aprendemos que as partículas elementares obtêm a sua massa do campo de bósons, mas espere! Pode haver uma exceção: neutrinos. Neutrinos estão em uma classe única; eles têm massas extremamente pequenas (um milhão de vezes menor do que o elétron, a segunda partícula mais leve), são eletricamente neutros e raramente interagem com a matéria.
Os cientistas estão intrigados em porque neutrinos são tão leves. Os teóricos estão considerando várias possibilidades. Isso pode ser explicado se os neutrinos são suas próprias anti-partículas, isto é, se a versão antimatéria é idêntica à versão de matéria. Se os físicos descobrirem que este é o caso, isso significaria que os neutrinos obterão a sua massa de algum lugar que não seja o bóson de Higgs, que os físicos descobriram em 2012.
Neutrinos devem obter a sua massa a partir de um campo de Higgs-like, que é eletricamente neutro e se estende por todo o universo. Este poderia ser o mesmo Higgs que dá massa a outras partículas elementares, ou poderia ser um primo muito distante. Em algumas teorias, a massa do neutrino também vem de uma fonte nova adicional, marca que poderia segurar as respostas a outros remanescentes mistérios da física de partículas.
"As pessoas tendem a ficar animadas sobre essa possibilidade, porque pode ser interpretada como evidência de uma escala de energia nova, sem relação com o fenômeno Higgs", diz André de Gouvêa, um físico de partículas na Universidade Northwestern.
Este novo mecanismo também pode ser relacionado à forma com que a matéria escura, que os físicos pensam que seja composta de partículas ainda não descobertas, obtém sua massa.
"A natureza tende a ser econômica, por isso, é possível que o esse novo conjunto de partículas explique todos esses fenômenos estranhos que nós ainda não explicamos", diz de Gouvêa.
Traduzido e adaptado de Symmetry magazine
Hawking não é o único cientista que pensa assim. A teoria de um juízo final do bóson de Higgs, onde uma flutuação quântica cria um criar uma "bolha" de vácuo que se expandirá pelo espaço e apagará o universo, já existe há algum tempo. No entanto, os cientistas não acham que isso possa acontecer a qualquer momento em breve.
"O mais provável é que vai demorar de 10 elevado a 100 anos [1 seguido de 100 zeros] para que isso aconteça, então provavelmente você não deve vender a sua casa e você deve continuar a pagar seus impostos", disse Joseph Lykken, físico teórico do Fermi National Accelerator Laboratory, em Batavia, Illinois, durante sua palestra no Instituto SETI em setembro. "Por outro lado, se acontecer, a bolha pode estar a caminho daqui agora. E você não vai saber pois ela virá à velocidade da luz, então não vai existir qualquer aviso."
O bóson de Higgs, por vezes referido como a "partícula de Deus", para grande desgosto de cientistas que preferem o nome oficial, é uma pequena partícula que os pesquisadores há muito suspeitavam existissem. Sua descoberta dá forte apoio para o modelo padrão da física de partículas, ou as regras conhecidas da física de partículas que os cientistas acreditam que governam os blocos básicos da matéria. O bóson de Higgs é tão importante para o Modelo Padrão porque sinaliza a existência do campo de Higgs, um campo de energia invisível presente em todo o universo que imbui outras partículas com massa. Desde a sua descoberta, há dois anos, a partícula mexeu com toda na comunidade física.
Agora que os cientistas mediram a massa da partícula no ano passado, eles podem fazer muitos outros cálculos, incluindo um que parece soletrar o fim do universo.
O apocalipse do Universo
O bóson de Higgs tem cerca de 126 bilhões de elétron-volts, ou cerca de 126 vezes a massa de um próton. Esta acaba por ser a massa exata necessária para manter o universo à beira da instabilidade, mas os físicos dizem que o delicado estado acabará por entrar em colapso e o universo se tornará instável. Esta conclusão envolve o campo de Higgs.
O campo de Higgs surgiu com o nascimento do universo e tem atuado como sua própria fonte de energia, desde então, disse Lykken. Os físicos acreditam que o campo de Higgs pode ter mudando lentamente enquanto tentava encontrar um equilíbrio entre a força do campo e energia necessária para manter essa força.
"Assim, a matéria pode existir como líquido ou sólido, de modo que o campo de Higgs, a substância que preenche todo o espaço-tempo, poderia existir em dois estados," explicou Gian Giudice, um físico teórico no laboratório CERN, onde o bóson de Higgs foi descoberta, durante uma palestra no TED em outubro de 2013.
Neste momento, o campo de Higgs está em um estado mínimo de energia potencial - como um vale em um campo de montes e vales. A enorme quantidade de energia necessária para mudar para outro estado é como atravessar/subir uma colina. Se o campo de Higgs faz com que a colina seja feita de energia, alguns físicos acham que a destruição do universo está esperando do outro lado.
Mas uma flutuação quântica, ou uma mudança de energia, poderia desencadear um processo chamado "tunelamento quântico." Em vez de ter de subir a colina de energia, tunelamento quântico seria possível para o campo de Higgs "túnelar" através da colina para a próxima, com menor consumo de energia. Esta flutuação quântica vai acontecer em algum lugar no vácuo do espaço vazio entre as galáxias, e irá criar uma "bolha", disse Lykken.
Veja como Hawking descreve este cenário apocalíptico do Higgs no novo livro: "O potencial de Higgs tem a característica preocupante que pode tornar-se metaestável em energias acima de 100 [bilhões] giga elétron-volts (GeV) ... Isto poderia significar que o universo poderia sofrer deterioração catastrófica do vácuo, com uma bolha de vácuo se expandindo a velocidade da luz. Isso pode acontecer a qualquer momento e nós não a veremos chegando."
O campo de Higgs dentro dessa bolha será mais forte e tem um nível de energia mais baixo do que os seus arredores. Mesmo que o campo de Higgs dentro da bolha fosse ligeiramente mais forte do que é agora, ele poderia encolher átomos, desintegrar os núcleos atômicos, e fazê-lo assim que o hidrogênio seria o único elemento que poderia existir no universo, Giudice explicou em sua palestra TED.
Mas o uso de um cálculo que envolve a massa atualmente conhecida do bóson de Higgs, pesquisadores prevêem essa bolha iria conter um campo de Higgs ultra-fortes que iria expandir na velocidade da luz através do espaço-tempo. A expansão seria imparável e iria acabar com tudo no universo existente, disse Lykken.
"Mais interessante para nós como físicos é quando você faz este cálculo usando o padrão da física que conhecemos, verifica-se que estamos no limite entre um universo estável e um universo instável", disse Lykken. "Estamos numa espécie de lugar certo na borda onde o universo pode durar por um longo tempo, mas eventualmente ele deverá "crescer".
Nem tudo é tristeza e melancolia
Ou tudo no espaço-tempo existe na borda deste navalha entre um universo estável e instável, ou o cálculo está errado, disse Lykken.
Se o cálculo está errado, ele deve vir de uma parte fundamental da física que os cientistas ainda não descobriram. Lykken disse que uma possibilidade é a existência de invisível de matéria escura que os físicos acreditam compor cerca de 27 por cento do universo. Descobrir como a matéria escura interage com o resto do universo poderia revelar propriedades e regras que os físicos não conhecem ainda.
A outra é a ideia de "supersimetria". No Modelo Padrão, cada partícula tem um parceiro, ou o sua própria anti-partícula. Mas a supersimetria é uma teoria que sugere que cada partícula tem também uma partícula parceiro supersimétrica. A existência dessas outras partículas ajudaria a estabilizar o universo, disse Lykken.
"Nós encontramos o bóson de Higgs, que foi um grande negócio, mas nós ainda estamos tentando entender o que isso significa e também estamos tentando entender todas as outras coisas que vão junto com ela."
"Isso é só começo da história e eu mostrei-lhe algumas indicações que essa história poderia prosseguir, mas acho que poderia haver surpresas que ninguém tenha sequer pensado," concluiu Lykken em sua palestra.
Traduzido e adaptado de LiveScience
Traduzido e adaptado de LiveScience
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| Mapa interativo liga toda a física conhecida. Créditos: Quanta Magazine |
Na busca de uma descrição coerente, unificada de toda a natureza — uma "teoria do tudo" — os físicos descobriram raízes ligando cada vez mais fenômenos díspares. Com a lei da gravitação Universal, Isaac Newton ligou a queda de uma maçã às órbitas dos planetas. Albert Einstein, em sua teoria da relatividade, teceu o espaço e o tempo em uma única malha e mostrou como as maçãs e planetas caem ao longo de curvas desse tecido. E hoje, todas as conhecidas partículas elementares conectam-se ordenadamente em uma estrutura matemática chamada o modelo padrão. Mas nossas teorias físicas permanecem crivadas com desuniões, buracos e inconsistências. Estas são questões profundas que devem ser respondidas em perseguição a teoria do tudo.
Um novo mapa da fronteira da física fundamental, construído pelo desenvolvedor interativo Emily Fuhrman da Quanta Magazine, faz questionamentos de peso mais ou menos de acordo com a sua importância no avanço do campo. Parecia natural para dar maior peso para a busca de uma teoria da gravidade quântica, que abarcaria a relatividade geral e a mecânica quântica, num quadro único. Em seu trabalho do dia-a-dia, porém, muitos físicos concentram mais no enraizamento da matéria escura, resolvendo o problema da hierarquia do Modelo Padrão, e ponderando os acontecimentos em buracos negros, esses engolidores misteriosos de espaço e tempo. Para cada questão, o mapa apresenta várias soluções propostas. As relações entre estas propostas formam uma rede de idéias.
Alguns dos principais temas dispostos no mapa são:
- Gravitação Quântica
- Teoria do Big Bang
- Paradoxos em buracos negros
- Supercordas
- Holografia
- Assimetria bariônica
- Teoria das Cordas
- Campo de Higgs
- Multiverso
- Energia Escura
- Supergravidade
- Matéria Escura
- Teoria da Grande Unificação
- Problema da Constante Cosmológica
- Massa do Neutrino
- Problema da Hierarquia
O mapa fornece descrições concisas de teorias muito complexas; você poderá aprender mais, explorando os links para dezenas de artigos e vídeos, e escolher as idéias que você achar mais elegantes ou promissoras. Finalmente, o mapa é extenso, mas dificilmente exaustivo; Você pode conferir a versão original em inglês aqui.
Traduzido e adaptado de Quanta Magazine
Um dos maiores mistérios da física poderia ser resolvido por um campo de axions como um colchão que permeia o espaço e o tempo.
Três físicos da região da Baía de San Francisco, ano passado, descobriram uma nova solução para um mistério que tem sitiado seu campo de estudo por mais de 30 anos. Este quebra-cabeça profundo, que tem impulsionado experiências em aceleradores de partículas cada vez mais poderosos e que deu origem à hipótese de multiverso controverso, eleva-se a algo que uma aluna da quarta série brilhante pode questionar: Como pode um ímã levantar um clipe de papel contra a atração gravitacional do planeta inteiro?
Apesar de sua influência sobre o movimento de estrelas e galáxias, a força da gravidade é centenas de milhões de trilhões de trilhões de vezes mais fraca do que o magnetismo e as outras forças microscópicas da natureza. Esta disparidade mostra-se em equações da física quão absurda e semelhante é isso diantea massa do bóson de Higgs, uma partícula descoberta em 2012 que controla as massas e as forças associadas com as outras partículas conhecidas, e a faixa de massa esperada e estado da matéria gravitacional ainda não descoberto.
Na ausência de evidências no Large Hadron Collider da Europa (LHC), apoiar qualquer uma das teorias propostas anteriormente para explicar essa hierarquia de massa absurda - incluindo a e sedutoramente elegante "supersimetria" - muitos físicos têm duvidado da própria lógica das leis da natureza. Cada vez mais, eles temem que o nosso universo pode ser apenas um acaso, uma permutação bastante bizarra entre incontáveis outros universos possíveis - um beco sem saída eficaz na busca de uma teoria coerente da natureza .
Este mês, o LHC lançou a sua segunda corrida ansiosamente aguardada que quase dobrou sua energia operacional anterior, continuando sua busca de partículas novas ou fenômenos que iriam resolver o problema da hierarquia. Mas a possibilidade muito real de que não há novas partículas trouxe de volta aos físicos teóricos um "cenário de pesadelo."
"São nos momentos de crise que se desenvolvem novas idéias", disse Gian Giudice, um físico teórico das partículas no laboratório CERN, perto de Genebra, que abriga o LHC.
A nova proposta oferece um possível caminho a seguir segundo o trio "super animados": David Kaplan , de 46 anos, um físico de partículas teórico da Universidade Johns Hopkins em Baltimore, Md., que desenvolveu o modelo durante um ano na costa oeste com Peter Graham, de 35, da Universidade de Stanford e Surjeet Rajendran, de 32, da Universidade da Califórnia, em Berkeley.
"É uma ideia muito, muito inteligente", disse Raman Sundrum , um físico de partículas na Universidade de Maryland em College Park, que não estava envolvido na pesquisa. "Possivelmente isso dará alguma ideia da a maneira como o mundo funciona."
Nas semanas desde que o artigo do trio de físico foi publicado on-line, abriu-se "um novo playground" preenchido com pesquisadores ansiosos para rever as suas fraquezas e tomar sua premissa básica em direções diferentes, disse Nathaniel Craig , um físico teórico da Universidade da Califórnia, Santa Bárbara.
"Isso parece ser uma possibilidade muito simples", disse Rajendran. "Nós não estamos de pé sobre as nossas cabeças para fazer algo louco aqui.
No entanto, como vários especialistas observaram, em sua forma atual a ideia tem deficiências que precisam ser cuidadosamente consideradas. E mesmo se ela sobreviver a este escrutínio, pode demorar mais de uma década para testá-la experimentalmente. Por enquanto, dizem os especialistas, a relaxação está abalando visualizações e encorajando alguns físicos a verem o problema da hierarquia sob uma nova luz. A lição, disse Michael Dine, um físico da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e um veterano do problema hierarquia, é "não desistir e assumir que não seremos capazes de descobrir isso."
Um balanço não natural
Toda a agitação em torno da descoberta do bóson de Higgs em 2012, que completou o "modelo padrão" da física de partículas e que deu a Peter Higgs e François Englert o Prêmio Nobel de Física, veio como surpresa; a existência das partícula e da massa medida em 125 volts giga-elétron (GeV) concordou com anos de evidências indiretas. É o que não foi encontrado no LHC, que deixou os especialistas perplexos. Não surgiu nada que pudesse conciliar a massa Higgs com a escala de massa prevista associada com gravidade, que está além do alcance experimental em 10.000.000.000.000.000.000 GeV.
A escala de massa-energia associada com a gravidade (à direita) encontra-se em 17 ordens de magnitude além da escala das partículas conhecidas (esquerda), em que 1 GeV = 1000 MeV. A tendência das massas das partículas para igualar em cálculos torna isto uma hierarquia intrigante.
"A questão é que na mecânica quântica, tudo influencia tudo", explicou Giudice. Os estados gravitacionais super pesados devem misturar a mecânica quântica com o bóson de Higgs, contribuindo com enormes fatores do valor de sua massa. Mas de alguma forma, o bóson de Higgs acaba com pouco peso. É como se todos os fatores que afetam a suas massa gigantescas - alguns positivos, outros negativos, mas todos com dezenas de dígitos longos - magicamente cancelam-se, deixando um valor extraordinariamente minúsculo no final. O improvável cancelamento desses fatores parece "suspeito", disse Giudice. "Você pensa que, assim, deve haver algo mais por trás disso."
Especialistas costumam comparar a massa fina Higgs a um lápis em pé na sua ponta de chumbo, deixado desta maneira por forças poderosas como correntes de ar e vibrações que, de alguma forma, estão um equilíbrio perfeito. "Ele não é um estado de impossibilidade; é um estado de probabilidade extremamente pequena ", disse Savas Dimopoulos de Stanford. Se você se depara com tal lápis, disse ele, "você primeiro move sua mão sobre o lápis para ver se havia qualquer corda segurando-o no teto. Você ficaria [muito próximo] da ponta para ver se há gomas de mascar. "
Os físicos têm de mesmo modo, buscado uma explicação natural para o problema da hierarquia desde os anos 1970, confiantes de que a busca iria levá-los para uma teoria mais completa da natureza, talvez até mesmo transformar as partículas por trás de "matéria escura", a substância invisível que permeia galáxias. "A naturalidade tem sido o lema dessa investigação", disse Giudice.
Desde os anos 1980, a proposta mais popular tem sido a supersimetria. Ela resolve o problema da hierarquia postulando há um gêmeo ainda-a-ser-descoberto de cada partícula elementar: para o elétron, um "Selétron," para cada quark, um "squark", e assim por diante. Gêmeos contribuem em termos opostos à massa do bóson de Higgs, tornando-a imune aos efeitos da gravidade das partículas super-pesadas (uma vez que são anulados pelos efeitos de seus gêmeos).
Mas nenhuma evidência para a supersimetria ou para ideias concorrentes - como a "technicolor" e "dimensões extras encurvadas" - transformou-se durante a primeira execução do LHC de 2010 a 2013. Quando o colisor foi desligado para atualizações no início de 2013 sem ter encontrado um única "s-partícula" ou qualquer outro sinal da física além do Modelo Padrão, muitos especialistas acharam que já não podia evitar a contemplação de uma alternativa gritante. E se a massa de Higgs, e, por implicação as leis da natureza, não forem naturais? Os cálculos mostram que, se a massa do bóson de Higgs for apenas algumas vezes mais pesada, todo o resto continua o mesmo, prótons já não podiam montar-se em átomos, e não haveria estruturas complexas - nem estrelas nem seres vivos. Então, o nosso universo realmente é um aperfeiçoamento acidental como um lápis equilibrado em sua ponta, destacado como o nosso endereço cósmico a partir de um inconcebivelmente vasto conjunto de universos dentro de uma bolha sabão eterna no mar do "multiverso", simplesmente porque a vida exige tal ultrajante acidente existir?
Esta hipótese do multiverso, que pairava sobre as discussões do problema de hierarquia desde o final dos anos 1990, é visto como uma perspectiva sombria para a maioria dos físicos. "Eu só não sei o que fazer com ele", disse Craig. "Nós não sabemos quais são as regras." Outros bolhas de multiverso, se existirem, encontram-se além das fronteiras da comunicação da luz, limitando teorias sobre o multiverso ao que podemos observar de dentro de nossa bolha solitária. Sem nenhuma maneira de saber onde o nosso ponto encontra-se no vasto espectro de possibilidades em um multiverso, torna-se difícil ou impossível de construir argumentos do multiverso baseados sobre o porquê de o nosso universo ser da maneira que é. "Eu não sei em que momento nós seríamos convencidos", disse Dine. "Como resolver isso? Como você pode saber? "
O bóson e a relaxação
Kaplan visitou a área da baía no verão passado para colaborar com Graham e Rajendran, que se conheciam porque todos os três tinham trabalhado em vários momentos em Dimopoulos, que foi um dos principais desenvolvedores de supersimetria. Durante o ano passado o trio dividiu seu tempo entre Berkeley e Stanford - e as várias lojas de café, almoços e sorveterias que fazem fronteira com ambos os campi - o intercâmbio de "pedaços embrionários da idéia", disse Graham, desenvolvedor gradual de uma nova história de origem para as leis da física de partículas.
Inspirado por uma tentativa de Larry Abbott em 1984 para resolver um problema naturalidade diferente na física, eles tentaram reformular a massa Higgs como um parâmetro de evolução, que poderia dinamicamente "relaxar" ao seu valor minúsculo durante o nascimento do cosmos ao invés de começar com uma constante aparentemente improvável e fixa. "Embora tenha levado seis meses de impasses e modelos realmente estúpidos e muito barrocos, acabamos pousando neste quadro muito simples", disse Kaplan.
Em seu modelo, a massa Higgs depende do valor numérico de um campo hipotético que permeia o espaço e o tempo: um campo axion. Para imaginar isso, pensamos na totalidade do espaço como um colchão 3-D", disse Dimopoulos. O valor em cada ponto no campo corresponde à forma como as molas comprimem colchão. Há muito de se reconhecer sobre a existência deste colchão - e suas vibrações na forma de axions - que poderia resolver dois mistérios profundos: Primeiro, o campo axion explicaria por que a maioria das interações entre prótons e nêutrons correm para a frente e para trás, resolvendo o que é conhecido como o problema "forte CP" . E os axions poderiam tornar-se matéria escura. Resolver o problema da hierarquia seria uma terceira conquista impressionante.
A história do novo modelo começa quando o cosmos era um ponto de infusão de energia. O colchão axion foi extremamente compactado, o que criou a massa enorme de Higgs. A medida que o universo se expandiu, as molas relaxaram, como se sua energia estivesse se espalhando através das nascentes do espaço recém-criado. À medida que a energia foi dissipada, a massa Higgs também era. Quando a massa caiu para o valor presente, causou uma variável relacionada e mergulhou no último zero, ligando o campo de Higgs, uma entidade como uma mola que dá massa às partículas que se movem através dele, como elétrons e quarks. Quarks massivos por sua vez, interagiu com o campo axion, criando sulcos na colina metafórica na qual sua energia tinha sido rolada para baixo. O campo axion ficou preso. E assim fez a massa Higgs.
Naquilo que Sundrum chamou de uma ruptura radical com modelos do passado, o novo estudo mostra como a hierarquia de massa nos dias atuais poderia ter sido esculpida pelo nascimento do cosmos. "O fato de que eles colocaram equações para isso em um sentido realista é realmente notável", disse ele.
Dimopoulos comentou sobre o minimalismo marcante do modelo, que emprega principalmente idéias pré-estabelecidas. "Pessoas como eu, que têm investido um pouco nessas outras abordagens para o problema da hierarquia foram muito felizes com a surpresa que você não precisa olhar muito longe", disse ele. "No quintal do Modelo Padrão, a solução estava lá e levou jovens muito inteligente para perceber isso."
"Isso eleva o preço das ações da Axion", acrescentou. Recentemente, o experimento Axion Dark Matter na Universidade de Washington em Seattle começou a olhar para as conversões raroa de axions de matéria escura dentro de campos magnéticos fortes. Agora, Dimopoulos disse: "Devemos observar que isso é ainda mais difícil de ser encontrado."
No entanto, muitos especialistas, como Nima Arkani-Hamed, do Instituto de Estudos Avançados de Princeton, NJ, observou que ainda é cedo para esta proposta. Enquanto isso "é definitivamente inteligente", disse ele, sua implementação atual é rebuscada. Por exemplo, para que o campo axion ficado preso nas nervuras criadas pelos quark, em vez de rolarem por eles, a inflação cósmica deve ter progredido muito mais lentamente do que a maioria dos cosmólogos têm assumido. "Você adiciona 10 bilhões de anos de inflação", disse ele. "Você tem que perguntar por que toda a cosmologia arranja-se apenas para fazer isso acontecer."
E mesmo se o axion for descoberto, o que por si só, não provará a"relaxação" - ele relaxará o valor da massa de Higgs. Com a estadia de Kaplan na área da baía ventos, ele, Graham e Rajendran estão começando a desenvolver idéias de como testar esse aspecto de seu modelo. Isso pode, eventualmente, ser possível oscilando um campo axion, por exemplo, para ver se isso afeta as massas das partículas elementares nas proximidades, por meio da massa de Higgs. "Você iria ver o massa do elétron balançando", disse Graham.
Estes testes da proposta não vão acontecer por muitos anos. (O modelo não prevê quaisquer novos fenômenos que o LHC pudesse detectar.) E, realisticamente, disseram vários especialistas, isso enfrenta probabilidades longas. Assim, muitas propostas inteligentes falharam ao longo dos anos o que fez muitos físicos ficarem reflexivamente cético. Ainda assim, o modelo novo e intrigante está entregando uma dose oportuna de otimismo.
"Achávamos que tínhamos pensado em tudo e não havia nada de novo sob o Sol", disse Sundrum. "O que isto mostra é que os seres humanos são muito inteligentes e que ainda há espaço para novas descobertas."
Traduzido e adaptado de Quanta Magazine
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