A física é o desejo da Modernidade; ela tem como só desiderato o Uno-Trino (2) – o mundo como apenas tempo, espaço e massa –, posto sob medida e enquadrado na obsessiva retórica do terceiro excluído. Eis aí quase tudo: das origens ao desfecho.
Saiu por fim a notícia (3) dando conta de terem sido encontrados os primeiros indícios experimentais de existência da partícula de Higgs. Como de costume – é fácil prever –, muito breve virão outras de teor cada vez mais afirmativo até que, num futuro não muito distante, toda dúvida estará dissipada: a partícula, de fato, existe. Esperamos que, pelo menos depois disso, ‘Higgs’ deixe de ser o nome de um mecanismo hipotético para designar (por justíssima homenagem ao escocês homônimo) o que verdadeiramente deve: uma autêntica força da Natureza, mediada ora por um campo escalar, ora pelo bóson de Higgs, cuja propriedade física única, já sabemos, é a massa.
Será então a re-consagração da dupla Weinberg-Salan e do seu meritório empenho de unificação das forças eletromagnética e fraca. Sabemos que neste processo teórico eles foram obrigados a admitir a interveniência do “mecanismo” de Higgs como meio de fornecer massa aos bósons fracos W± e Z0 que, ao resfriarem-se, podiam assim diferenciarem-se do fóton (quebra da simetria eletrofraca e conseqüente caída na real). Entrementes, doravante não se poderá mais elidir a ocorrência do mais inusitado: pela primeira vez na história da física, um esforço humano de unificação terá encontrado uma resistência física intrínseca (ou por trás de tudo, sub-reptícia e atuante, a má vontade do próprio Uno-Trino?!). Considere-se: teríamos partido de duas entidades, forças eletromagnética e fraca para chegar a apenas uma, como seria política e semanticamente correto e, no entanto, chegamos à mesma coisa, ou seja, de novo a duas forças – a eletrofraca e a de Higgs.
Se nos impõe, agora, um escabroso problema contábil! Como hoje deveríamos seriamente computar a força de Higgs: como a quinta (4) ou como a quarta força da Natureza?! Dificílima questão, pois não conseguimos até agora encontrar uma resposta em qualquer das tantas e conspícuas publicações científicas existentes. A nosso juízo, isto acontece porque a pergunta traz implícito um infeliz mal entendido; convenientemente formulada, a resposta, veremos, torna-se quase imediata.
Precisamos preliminarmente acordar em que não há a menor razão para se ter desqualificado e por isso des-contado do elenco das forças da Natureza a vetusta força forte inter-nucleônica proposta, desde os anos 30, pelo japonês Yukawa e mediada por mésons p (pions), que comprovadamente existem. A nova força forte gluônica vinha, sim, explicar a interação piônica, mas não a abolia, assim como os dados de Mallarmé lançados não aboliam jamais o acaso. Em outras palavras, o gluon (além de outras excelsas virtudes, como agregar quarks produzindo prótons e nêutrons) é a força que estrutura internamente o méson p; eis o fato tal qual, sem que tal lhe aumente ou diminua a relevância!
Isto posto, a pergunta correta seria: a força de Higgs é a sexta ou a quinta força da Natureza? Ora, sabendo-se que no modelo standart são 6 os léptons, 6 os quarks, quem responderia que são 5 e não também 6 as forças? E mais, se tanto para léptons e quarks, os 6 vêm em pares, quem deixaria de se perguntar: por que não seria a de Higgs membro de um determinado dentre os 3 pares de forças que totalizam as ditas 6?
Portanto, nem quinta nem quarta; na realidade, a força de Higgs é a nossa sexta força da Natureza. E como todas que contam, tem lá sua cara-metade.
Embora o argumento já tenha ocorrido a terceiros –são os inconformados com a possibilidade de que por estas bandas se invente qualquer coisa –, não estamos desnecessariamente ampliando o número de forças, mas reduzindo-as, em essência, a tão apenas três. Teríamos (em consonância com o terno desiderato da própria física) doravante três forças simples – as forças de Higgs, gravitacional e forte (gluônica) – em razão de que as outras três – forças eletromagnética, fraca e forte de Yukawa – passariam a ser consideradas compostas ou derivadas das três primeiras, como nos mostra a figura 1. Note-se que as forças compostas têm todos os seus mediadores empiricamente conhecidos, o que já não vale para seja qual for a força simples; convenhamos: coisas como esta não acontecem por mero acaso!
Figura 1 - Os entes físicos segundo seus atributos fundamentais (spin MT, cliname M/L e massa M)
Basta-nos aqui moderada dose de honestidade intelectual para concluir que o caso já da redução da força forte de Yukawa à força forte gluônica é a primeira evidência desta nossa afirmação genérica sobre metades e cara-metades! Se foi por desleixo atirada ao lixo, que culpa temos nós?!
Não é difícil perceber que o quadro ora proposto, formado de oito entes físicos essenciais – as três forças simples, as três forças derivadas a que se juntam o vácuo e a classe (quase inteira) dos férmions – está lógica e perfeitamente estruturado com base nos três atributos fundamentais da materialidade: o spin, que expressa a individualidade física (ser-o-mesmo); o cliname, que expressa em termos físicos a disposição relacional (ser-com-o-outro); e a massa, que sintetiza dialeticamente as duas deterinações anteriores (5), como mostra a figura 2.
Figura 2 – Do uno-trino à tríplice materialidade
O vácuo (nada material (6)) estaria naturalmente destituído de qualquer dos três atributos; as forças simples, disporiam de apenas um atributo; as forças derivadas, de um par deles (o atributo remanescente estruturando internamente o respectivo bóson mediador, o que, ao mesmo tempo, é a justificativa de sua ausência fenomênica); finalmente, os férmions, dotados dos três atributos, com uma única e bem justificada exceção – o neutrino do elétron (7)
Agora podemos dirigir toda a nossa atenção para o conjunto das teorias físicas e verificar que o grande obstáculo ao curso do processo histórico que nos poderia levar a uma teoria unificada (em termos, pois é simplesmente impensável que se vá um dia diluir seu ser essencial/originário uno-trino) está hoje na Relatividade Geral, precisamente por esta se constituir herdeira de uma grave deficiência provindo da teoria gravitacional clássica. Newton conseguiu a proeza de dar uma expressão formal à força relacional do ser material (lei geral da gravitação), inclusive chegando à explicitação de sua constante característica (constante gravitacional G), porém, falhou exatamente em precisar de onde esta derivava sua essência ou fundamento: constituir-se testemunho de um compromisso ôntico fundamental (não a simples identificação) entre a massa (M) e a espacialidade (L) (8). Do ponto de vista filosófico, pode-se afirmar que ser constante é e será sempre um atributo secundário, carente de que se lhe exiba um fundamento. Ao que nos parece, esta grave falha não foi de pronto percebida por Einstein, nem por ocasião da formulação da Relatividade Restrita, nem depois, na da Relatividade Geral. Quando ele se deu conta do problema (ou melhor, de seus dramáticos efeitos), imaginou que tudo já estivesse implicitamente resolvido na Relatividade Geral. Assim, tentou mostrar (9) que no âmbito desta última não era possível a formação de buracos negros, no sentido bem preciso de que o raio de Schwarzschild se constituía apenas num valor limite instável. Um colapso gravitacional para aquém do referido raio nem podia passar por sua inigualável cabeça – com toda certeza considerava – à época, pelo menos – tal conjectura um simples disparate (10). A tentativa de prova falhou e, por ironia, no mesmo ano de 1939, Oppenheimer e Snyder (11) publicavam um artigo mostrando a “verdade” da possível ocorrência de colapsos gravitacionais ilimitados (buracos negros) no âmbito da Relatividade Geral. O raio de Schwarzschild, como queria Einstein, era de fato uma instabilidade: não como uma parede infinitamente íngreme, mas como a mais fácil passagem desta para pior. Por isso, a “prova” falhou... De outro lado, a posterior descoberta dos quasares, fontes de energia com tal intensidade que se acreditou inexplicáveis com os recursos teóricos de então, não permitiria mais que se recuasse no desvario. Além do mais, o sensacionalismo...
É preciso então que encontremos uma boa estratégia para escapar a todo este imbróglio, e a figura 3 pode nos servir de mapa claro e seguro para tanto.
Figura 3 – As teorias físicas segundo os comprometimentos existentes entre as dimensões fundamentais T, L e M
A primeira coisa a fazer é proceder à revisão da teoria newtoniana da gravitação desvelando o sentido essencial da constante G, que só pode ser o de uma limitação da intensidade do ser-relacional físico. Assim como é impensável a identidade física completamente nula (a constante h de Planck tendo valor zero), não se pode conceber um relacionar-se absoluto. Daí, facilmente concluímos que o cliname a (12) não pode assumir valor infinito; por conseqüência, é preciso incorporar à teoria gravitacional (ainda clássica ou newtoniana) um postulado estabelecendo que qualquer cliname mundano deva ter valor inferior ao cliname de Plank, ou seja, a £ c2/2G (13), o que, doravante, é o que vai justificar a presença ali da constante G. Corrigida a teoria da gravitação newtoniana (que distinguimos a partir de agora pela denominação teoria gravitacional*) temos a garantia de que não poderá mais emergir, por conta de fenômenos gravitacionais, qualquer espécie de inconsistência no âmbito da Relatividade Restrita (14). Isto posto, fica desimpedido o caminho para a articulação desta última com a teoria da gravitação*, permitindo-nos então a formulação de uma Relatividade Geral* de fato consistente.
Basta examinarmos com um pouco de cuidado a figura 3, para enxergar que, antes de se poder pensar numa teoria unificada, ter-se-á que enfrentar o problema da gravitação quântica. Tenta-se hoje, é fato, a quantização da gravidade diretamente a partir da Relatividade Geral, o que, pela simples observação desta mesma figura, se mostra péssima estratégia teórica. A necessidade de uma teoria quântica precisa se impor diretamente apenas levando-se em consideração a escala microscópica, o que só pode acontecer a distância convenientemente reduzida, a partir da qual o campo gravitacional tenha colapsado, podendo então com esta proeza concorrer com os outros campos.
Concluímos já alhures (15) que, a distâncias (que estimamos, com certa precariedade, da ordem de 10-19 m (16)), todas as linhas de força do campo gravitacional deixam efetivamente de ser radiais e convergem sobre o objeto próximo, fazendo dela uma força saturada, de intensidade similar às demais forças da Natureza (1043 vezes maior do que aquela da força gravitacional que todos nós bem conhecemos). Nestas circunstâncias, a intensidade da força gravitacional será dada pela fórmula F = G.a02, onde a0 @ 3,8 1010 kg/m (por suposto, também precariamente estimado), dito cliname próprio, em tudo similar aos já bem conhecidos massa e momento angular (spin) próprios.
Depois disto tudo não vemos como possa ainda persistir qualquer dúvida acerca da realidade da força de Higgs. No entanto, seria mesmo toda esta certeza compatível com a “descoberta” ora anunciada? Como pode ocorrer, sem uma justificação muito clara e convincente, a descoberta factual de uma partícula tão essencial como o bóson de Higgs antes da certificação empírica da existência de outras “menos essencialmente lógicas”, como o graviton e o gluon? Guardada as proporções, é como se o neutrino pudesse ter sido descoberto antes do elétron ou do próton!
A “descoberta” que com açodo se anuncia, já traz implícito que a partícula em questão não possui spin, o que obviamente exclui a possibilidade de que fosse um gluon. Não sendo o gluon, então terá que ser necessariamente o graviton, bastando que se venha constatar (e não temos dúvida que assim será) que ela também não tem massa própria. Não tendo nem spin nem massa, só lhe resta o atributo cliname: trata-se inquestionavelmente do graviton, que, entretanto, para ser realmente mostrado e aceito, terá ainda que esperar, ao menos, pelo LHC (17).
Mas então, como isto viria se coadunar com o sempre tão falado e tão auspiciosamente aguardado spin de valor 2 (18) para o graviton?! Bem, nisso não vemos agora o menor problema, posto que a Relatividade Geral (sem asterisco), que de fato garantia aquele valor de spin, já terá antes em sua boa hora implodido (19)!
Luiz Sergio Coelho de Sampaio
Rio de Janeiro, 29/12/2000
Notas
1. Dedicado a Ricardo Kubrusly, com uma leve e amigável censura. Evitou tanto o trabalho para entrar para a História, terá que tê-lo agora, até muito mais, para poder dela escafeder-se. Se...
2. A física é o desejo da Modernidade – querer o Uno-Trino, entrementes, sob medida e jugo do cálculo –, assim como a filosofia foi o desejo dos gregos – querer o ser-uno, entrementes, sob o império do logos –, tal qual, faz muito tempo, o mito fora o desejo da cultura neolítica – querer o pai de origem, entrementes, tendo ela própria antes o matado.
3. ACCIARRI et al. Higgs Candidates in $e^+e^-$ Interations at $\sqrt{s}$=206.6 Gev. CERN-EP-2000-140. O valor atualmente estimado por uma das equipes de físicos do CERN para a massa da partícula de Higgs é de cerca de 109 Gev. Como esta partícula estaria sendo produzida em associação com o bóson fraco Z0, que tem cerca de 92 Gev, a energia global mínima necessária para a efetiva produção da partícula de Higgs seria de 211 Gev, valor que vinha sendo alcançado pelo LEP, que começa justamente agora a ser desmontado para que o túnel de 27 km que o abriga possa receber em 2005 o LHC, bem mais enérgico.
4. Em razão de anomalias encontradas na força gravitacional newtoniana (ainda discutíveis) especula-se que elas pudessem provir de uma quinta força; entretanto, isto é uma bem outra estória. WITKOWSKI, N., Dictionnaire de la Physique – atoms et particules, Paris, Albin Michel, 2000, pp. 87-89
5. Grandezas físicas cujas fórmulas dimensionais difiram apenas em alguma potências da fórmula dimensional da velocidade (LT-1)n são similares, isto é, apenas modos de uma mesma coisa. Ora, spin (MT), cliname (ML-1), e massa (M), multiplicados pelo quadrado da velocidade (LT-1)2 dão, respectivamente, momento angular(ML2T-1)), força (MLT-2), e energia (ML2T-2). É fácil perceber que as últimas três reproduzem “deslocada” a estrutura que já nos ficou conhecida: ser-o-mesmo (I), ser-com-outro (D) e a síntese dialética de ambos (I/D).
6. O vácuo como um fundo geométrico para entes físicos é insustentável. Qualquer saber ôntico de X precisa escamotear sua própria problemática ontológica: por que há X e não tão apenas Nada? Em matemática isto é bem evidente: o zero é o sinal que oculta o Nada (de número em geral); o conjunto vazio oculta o Nada (de conjunto); a operação identidade oculta o Nada (operatório), e assim por diante. Por isso precisam ser definidos paradoxalmente, como o número que não conta, o elemento que difere de si mesmo, a operação que nada faz. Da mesma maneira, na física precisamos do zero-físico ou vácuo para escamotear o Nada (físico), e sua definição terá que ser a paradoxal negação da essencialidade física, ou seja, da materialidade ou, ainda com maior exatidão, precisa ser definido – tal como fizemos – como o “ente físico” desprovido de spin, cliname e massa. A idéia de flutuação do vácuo precisa ter bem isto em conta, para não estar a escamotear a própria escamoteação que na origem se fez ...
7. A rigor esta não chega a ser uma exceção na verdadeira acepção da palavra, pois ela é logicamente necessária para compensar o fato do bóson de Higgs se constituir numa partícula absolutamente sem spin; todas as demais partículas com spin zero o são por compensação interna, vale dizer, por terem spins internos anti-paralelos, o que se constata em sua eventual desintegração. É exato por isso que todas as partículas, em última instância, podem ser reduzidas a apenas estas duas – neutrino e bóson de Higgs –, que merecem por isto o justo título de verdadeiramente essenciais. Na repartição dos atributos da materialidade entre férmion e bóson essenciais, só se preservaria uma certa simetria lógica deixando, de um lado, o spin (I) e o cliname (D) e, de outro lado, a massa (I/D). E assim foi feito (!): de um lado, o neutrino do elétron ficou com o spin (1/2) e o cliname a0; de outro lado, a partícula de Higgs ficou com a massa. Não deve portanto existir qualquer partícula do tipo X para mediar a passagem de bósons a férmions e vice-versa, pois esta passagem seria de natureza apenas lógica; em suma, a GUT, como hoje está, parece-nos uma quimera. Para maiores detalhes ver Sampaio, L. S. C. de, The octet of the physical beings – vacuum, the class of fermions and the six bosons mediating natural forces, editado, também em Português, por www.editoraeletronica.net,1999
8. A velocidade da luz no vácuo (c ) representa o comprometimento de tempo (T) e espaço (L); a constante de Plank (h) (dividida por c2), o comprometimento entre massa (M) e tempo (1/freqüência) (T). A propósito, o físico Gilles COHEN-TANNOUDJI em seu livro Les Consantes Universelles, Paris, Hachette, 1998, defende a idéia que as constantes representam comprometimentos ou limitações de natureza epistemológica, mas não ontológica (ôntica, melhor se diria), como nós pretendemos. O interessante é que ele mesmo diz não encontrar a razão como isto possa valer para uma delas (sendo elas já tão poucas!) – justamente a constante gravitacional G! Ele não a encontra porque o comprometimento não foi posto, como devia, por Newton (é só lembrar a noção de ponto material!), nem depois por Einstein. Ver SAMPAIO, L. S. C. de Lógica das constantes universais. Rio de Janeiro, UAB, 1997.
9. EINSTEIN, Albert. On a stationary system with spherical symmetry consisting of many gravitating masses published in the Annals of Mathematics 40, n0 4, October, 1939.
10. Afora às fortes evidencias circunstanciais de que assim pensasse, dispomos a mais hoje do testemunho comprobatório de Freeman Dyson: But Einstein never acknowldge his brainchild. Einstein was not merely skeptical, he was actively hostile to the idea of black holes. He thought that black hole solution was a blemish to be removed from his theory by a better mathematical formulation, not a consequence to be tested by observation. The Scientist as rebel, New York Review of Books, 25, 1995, p. 32. A primeira frase desta citação serve ainda para mostrar que Dyson acompanhava os acontecimentos mas não tinha a menor idéia das razões profundas que estavam por trás deles.
11. OPPENHEIMER, J. R. and SNYDER, H. S. On continued gravitational contraction, Phys. Rev., 56, 455,1939. O mesmo Dyson, citado na nota anterior, assevera que o próprio Oppenheimer, na sua maturidade, mostrou-se igualmente desinteressado de sua grande “descoberta”.
12. O cliname determina quase que diretamente a velocidade de escape. No caso de uma esfera de massa M e raio R, seu cliname superficial é dado por a=M/R e o quadrado da velocidade de escape de sua superfície, por ve2 = 2G.a.
13. Do ponto de vista teórico esta postulação é quase um truísmo; já do ponto de vista empírico, ela é uma evidência, pois em todo o Universo apenas as estrelas de nêutrons se aproximam deste valor (ou o igualam?!). Ademais, com este postulado Newton ficaria livre do dissabor de ver, nos fenômenos de choque, seus “pontos materiais” se colarem para toda a eternidade!
Não se deve estranhar a expressão cliname de Plank, como não se estranhou outras grandezas ditas de Planck, com as quais ele nada teve diretamente a ver. Trata-se em tudo isso de uma justa homenagem a um físico maiúsculo e não de um significante genérico para designar entidades minúsculas.
14. Tal inconsistência de fato aparece, pois torna-se possível provocar uma catástrofe irreversível por meio apenas de uma “moderada” mudança de referencial (velocidade v finitamente menor do que c). Isto vem justificar ainda mais fortemente que o postulado limitador do cliname seja introduzido já na gravitação newtoniana; não o sendo, a Relatividade Restrita torna-se inconsistente, e não temos mais uma justificativa para propô-la como componente de uma teoria que a viesse englobar. Ver SAMPAIO, L. S. C. de, A Força gravitacional e os buracos negros, Rio de Janeiro, fevereiro de 1993/1998.
15. SAMPAIO, L. S. C. de, A Força gravitacional e os buracos negros, op. cit..
16. ibid. Este valor corresponde a uma partícula com massa equivalente de 1,5 Tev (1.500 Gev), e não a apenas 109 Gev, como aquela “caçada” pelo CERN, que mencionamos na nota 3 anterior. Para nossa estimativa foram tomados mZo= 91,177 Gev e mW = 80,42 Gev.
17. Voltar à nota 3.
18. Todos os compêndios de física atribuem spin 2 ao graviton, estranhamente ignorando os estudos físico-teóricos e lógicos que demonstram que isto leva à inconsistências que, aliás, persistem para spin de qualquer valor, inclusive 0 ou 1. É só pensar um pouquinho: precisa-se muito do spin 2 para diferençar o graviton do gluon (de spin 1) e, não se reconhecendo a existência em si da grandeza cliname, precisa-se destemperadamente atribuir-lhe algum spin para diferençá-lo de um puro fantasma!
19. O termo não nos parece excessivo desde que foi descoberta a radiação de fundo do Universo, o que coloca definitivamente em cheque a consistência da própria noção de universo puramente geométrico, correlato àquela de “relatividade absoluta”. Além do mais, que se estará efetivamente perdendo se “we have, as yet, no exact feature of general relativity that has been confirmed by observation; and none appears feasible in the foreseeable future”? Em se duvidando, ver CHANDRASEKAHR, S. Truth and Beauty – Aesthetics and Motivations in Science. Chicago, Un. of Chicago Pr., 1990, p. 149.
Nenhum comentário:
Postar um comentário