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Nobel 2013 marca o início de um novo ciclo para a física

Prêmio para o inglês Peter Higgs e o belga François Englert, que em 1964 previram a existência do bóson de Higgs, é o encerramento perfeito para uma busca da ciência que dura mais de 100 anos. E abre um novo capítulo no qual físicos tateiam no escuro atrás de descobertas que possam ajudar a desvendar os mistérios do universo

O Nobel de Física de 2013, anunciado nesta terça-feira, 8, era o mais previsível dos seis prêmios que serão concedidos até segunda que vem na tradicional celebração realizada na Suécia. O nome do inglês Peter Higgs, de 84 anos, era tido como certo. A dúvida pairava em torno de quem levaria o Nobel ao seu lado: se um dos físicos que coordenaram a busca no LHC (Large Hadron Collider; maior acelerador de partículas do mundo) para provar a existência do bóson de Higgs, teorizada por ele há 49 anos; ou François Englert, belga de 80 anos que premeditou a existência da mesma partícula, em pesquisa simultânea à do físico inglês. Englert acabou agraciado. Mas, se a habitual lógica do comitê do Nobel for preservada, representantes do LHC devem levar o prêmio nos próximos anos pela comprovação experimental da teoria. Afinal, por que era tão óbvio o destino deste Nobel? A descoberta do bóson de Higgs em julho do ano passado, após quatro anos de trabalhos no LHC, provou a existência da última das 61 partículas elementares do Modelo Padrão, arquitetura teórica que constrói a representação mais bem-acabada do mundo subatômico. Achou-se o elemento-chave para comprovar teses que levam à compreensão da existência do universo. Se o bóson de Higgs fosse descartado, ruiria o edifício de teorias da física, e cientistas teriam de assumir que estava errado quase tudo que se pensa da formação do cosmo e, por efeito, do surgimento da vida.

O bóson de Higgs é a resposta para uma pergunta antiga: por que o Big Bang, explosão que criou o universo há 13,7 bilhões de anos a partir de um enigmático desequilíbrio em um ponto de massa e energia infinitas, originou galáxias, estrelas, planetas, seres vivos? Nas frações de segundo após o Big Bang, as partículas que tiveram origem deveriam ter se espalhado de forma caótica e à velocidade da luz. Em um momento de brilhantismo, Peter Higgs e seu colega François Englert acharam a resposta para isso não ter ocorrido: o Big Bang produziu também uma onipresente rede que cobre o cosmo. A essa teia de energia foi dado o nome de campo de Higgs, que, por sua vez, é formado por partículas chamadas de bóson de Higgs. A rede criada por esses bósons aprisiona outras partículas existentes, retardando sua propagação e, assim, transformando-as em matéria e lhes dando massa. O bóson de Higgs estava restrito aos estudos teóricos até o ano passado, quando um time de milhares de cientistas descobriu sua existência em dois dos aceleradores de partículas que compõem o LHC. Em choques descomunais de partículas que viajam a uma velocidade próxima à da luz, detectaram indícios de um elemento com as mesmas características teorizadas para o bóson de Higgs.

Fabrice Coffrini/AFP

François Englert (à esquerda) e Peter Higgs, vencedores do Nobel de Física de 2013. Teoria levou quase 50 anos para ser comprovada experimentalmente

Físicos teóricos e experimentais dependem uns dos outros. Sem a comprovação prática de suas teses, os teóricos acabam limitados a cálculos filosóficos – ou até metafísicos. São nos testes de laboratórios, realizados pelos colegas experimentais, que as teorias saem do mundo da imaginação e se veem concretizadas no mundo real. O que sabemos do universo é construído ao redor de teorias que montam um edifício cujos novos tijolos são colocados na base, não no topo. Caso um experimento desminta uma teoria, um desses tijolos é tirado da base, o que leva à necessidade da criação de uma tese para substituir a que fora desmentida. Se isso não ocorrer, a torre de conhecimento pode desabar. Se a teoria do bóson de Higgs fosse desmentida, seria comprometida toda a estrutura que baseia o Modelo Padrão – e, por consequência, a física.

O Nobel de Física retrata esse cenário. Desde a entrega do primeiro desses prêmios, em 1901, foram laureados 82 trabalhos experimentais e 29 teóricos. A premiação costuma seguir uma lógica: primeiro se entrega o prêmio ao teórico e, depois, a quem realizou a constatação da teoria em laboratório. Foi assim com o austríaco Erwin Schrödinger, premiado em 1933 por suas conclusões acerca da mecânica quântica. As teorias de Schrödinger só foram completamente comprovadas 63 anos depois, em 1996, por experiências realizadas pelo americano David Wineland e pelo francês Serge Haroche – que vieram a ganhar o Nobel no ano passado. Ocorreu o mesmo com a partícula W (o trio de físicos que criaram a teoria levou o Nobel de 1979 e seus colegas experimentais ficaram com o de 1984). São dois os motivos de terem mais físicos experimentais com o prêmio na mão do que teóricos. Primeiro, entre os anos de 1910 e 1950 ganhavam principalmente os cientistas que vinham comprovando em laboratório uma série de teorias idealizadas por colegas nos séculos anteriores. A segunda razão é que a maioria dos físicos teóricos não vive para ver seu trabalho comprovado, e o Nobel não pode ser dado de forma póstuma. Neste ano, por exemplo, deveria ganhar também o belga Robert Brout, colaborador de Englert. Brout morreu em 2011 e não pôde ser premiado.

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Ao leigo, o Nobel parece um jogo de cartas marcadas. Teóricos formulam teses, e depois basta que sejam comprovadas para que todos os cientistas envolvidos levem o maior reconhecimento da ciência. Como saber se a comprovação não é forjada (ou forçada) apenas para garantir o prêmio a todos? Há uma rixa velada – e saudável para o progresso da ciência – entre os físicos teóricos e seus colegas experimentais. Os segundos se empenham mais em destruir teses em laboratórios do que em comprová-las. Quanto mais complicada a teoria, mais fácil ela é desbancada. Um pressuposto baseado em uma série de ideias é desmentido se apenas uma dessas ideias for por água abaixo ao ser posta à prova pelo método científico. Já uma teoria mais simples, edificada em torno de uma única (e matadora) ideia, é também simples de ser confirmada – e difícil de ser rebatida. A teoria da gravidade de Isaac Newton só ruiria se comprovassem que corpos dotados de massa não se atraem por uma força. A afirmação de Einstein de que “não existem interações instantâneas na natureza” só seria destruída por alguém que ache uma interação instantânea no universo. O campo de Higgs só poderia ser desmentido por uma nova tese para explicar por que a matéria tem massa – ou caso se descobrisse que nada tem massa. O raciocínio é o mesmo para outros campos da ciência. Darwin, e sua genial teoria da evolução, só seria desmentido se alguém achasse um ser vivo sem descendentes e cuja origem teria sido espontânea.

A comprovação do bóson de Higgs deu início a uma crise entre físicos. Em visita recente que fiz à Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (o Cern), sede do LHC, na fronteira da França com a Suíça, o clima é dividido: uns expõe alívio, já que os 10 bilhões de dólares investidos na busca pela partícula se justificaram; outros estão aflitos. Por que aflitos? “Com o achado, comprovaram-se as teorias que baseavam o Modelo Padrão e, logo, o que forma a matéria”, explicou-me Fabiola Gianotti, física italiana que liderou as buscas pela partícula de Higgs e candidata óbvia a ganhar o Nobel que deve ser dado nos próximos anos à comprovação experimental da teoria. O problema é que o Modelo Padrão explica as interações entre partículas que compõem apenas 5% do que existe no cosmo. “Dos outros 95%, que nomeamos de matéria escura e energia escura, pouco sabemos”, resumiu Fabiola. Trata-se da primeira vez em mais de um século que os físicos experimentais carecem de teorias bem-acabadas que guiem seus trabalhos. “Começamos a procurar por partículas exóticas, nunca antes pensadas, que quando achadas necessitarão de teorias para explicá-las”, disse, com entusiasmo, o físico português João Varela, que lidera a equipe de um dos detectores do LHC. Se nos últimos séculos os físicos teóricos se gabavam por imaginar como funciona o mundo e depois passavam a bola para os que buscam por uma comprovação em laboratório, esse método pode não valer daqui para a frente. Agora são os experimentais que irão atrás de enigmas da natureza que precisarão de esclarecimentos.