LIÇÕES DE MESTRE (4)

Mário Martins

https://www.fnac.pt/Sete-Breves-Licoes-de-Fisica-Carlo-Rovelli/

PARTÍCULAS

As coisas que vemos são feitas de minúsculos átomos (na largura de 1 cabelo humano normal cabem cerca de 1 milhão de átomos). Cada átomo é um núcleo com electrões à volta. Cada núcleo é constituído por protões e neutrões. Tanto os protões como os neutrões são feitos de partículas ainda mais pequenas a que os físicos chamam quarks.

A força que mantém os quarks colados no interior dos protões e dos neutrões é gerada por partículas a que os físicos chamam “gluões”, do inglês glue, cola. Em italiano (e em português), traduzir-se-ia por “colões”, mas felizmente toda a gente usa o nome inglês.

Electrões, quarks, fotões (partículas da luz) e gluões são os componentes de tudo aquilo que se move no espaço à nossa volta. São as “partículas elementares” estudadas pela física das partículas. A estas partículas juntam-se algumas outras, por exemplo, os neutrinos e o bosão de Higgs, embora, ao todo, não sejam muitas. Menos de uma dezena de tipos de partículas.

Essas partículas não são pedrinhas propriamente ditas, são antes os quanta de correspondentes campos elementares, tal como os fotões são os quanta do campo electromagnético. São ondinhas minúsculas que fluem. Que desaparecem e reaparecem segundo as estranhas regras da mecânica quântica, em que aquilo que existe nunca é estável; mais não é do que saltar de uma interacção para outra. Mesmo observando uma região vazia do espaço, onde não existam átomos, veremos igualmente um pulular mínimo dessas partículas. Não existe um verdadeiro vazio, que esteja completamente vazio. É este o mundo descrito pela mecânica quântica e pela teoria das partículas. Um mundo de acontecimentos e não de coisas.

Os pormenores da teoria das partículas foram lentamente construídos durante ao anos 50, 60 e 70 do século XX. O resultado dessa construção é uma teoria intrincada, baseada na mecânica quântica, chamada “modelo padrão das partículas elementares”. Porém, apesar da longa série de sucessos experimentais, o modelo padrão nunca foi completamente levado a sério pelos físicos. É uma teoria que, pelo menos à primeira vista, tem um ar remendado e mal-amanhado. Está longe da aérea simplicidade das equações da relatividade geral e da mecânica quântica.

Para se obterem resultados sensatos usa-se um procedimento rebuscado e barroco chamado “renormalização”; funciona na prática, mas deixa um sabor amargo na boca de quem gostaria que a natureza fosse simples. Durante os últimos anos da sua vida, Paul Dirac, o maior cientista do século XX depois de Einstein, grande arquitecto da mecânica quântica e autor da primeira e mais importante equação do modelo padrão, exprimiu repetidas vezes o seu descontentamento perante este estado de coisas: “Ainda não resolvemos o problema”, dizia.

Existe, pois, um defeito flagrante no modelo padrão. À volta de cada uma das galáxias, os astrónomos observam os efeitos de um grande halo de matéria, que revela a sua existência através da força gravitacional com que atrai estrelas e desvia a luz. Mas não sabemos de que será feito esse grande halo, a que chamamos, hoje, “matéria escura”. Parece de facto tratar-se de qualquer coisa que não é descrita pelo modelo padrão, caso contrário, vê-la-íamos. Algo que não é nem átomos nem neutrinos nem fotões…

Fiquemos com o modelo padrão. Não será elegantíssimo, mas funciona bastante bem e descreve o mundo à nossa volta, apesar do defeito referido. E quem sabe, bem vistas as coisas, talvez não seja ele que não é elegante: talvez sejamos nós que não aprendemos ainda a olhá-lo do ponto de vista ajustado para compreender a sua simplicidade escondida.

NB: Tal como nas 1ª. e 2ª. lições, este é um resumo livre da 4ª. lição de Carlo Rovelli, querendo com isto dizer que para lá das muitas transcrições praticamente literais da obra, mistura algumas “liberdades” de um curioso da ciência, esperando, com isso, não ter atraiçoado o sentido desta lição e das que se seguirão. Dada essa mistura, não se colocaram entre aspas as transcrições da obra.

Saltou-se a 3ª. lição “A Arquitectura do Cosmos”, por a mesma tratar da evolução histórica da nossa visão da posição da Terra no sistema solar, deste na Via Láctea e desta no próprio universo, sem grande novidade para os que minimamente se interessam pelo tema.