Archive for the ‘física de partículas’ Category

Partícula de Deus, ciência do homem

julho 11, 2012

04 de julho de 2012. Essa data ficará na memória de mais de 30 milhões de pessoas. Mas não é por causa da comprovação da existência do Bóson de Higgs, e sim porque o Corinthians ganhou o título da Libertadores da América vencendo o Boca Juniors da argentina.

O CERN, Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (em Frances: Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire) já tinha anunciado para esse dia uma coletiva de imprensa para anunciar a possível descoberta da tão esperada partícula: O bóson de Higgs, apelidada de partícula de Deus.

Em dezembro do ano passado fiz um post sobre essa partícula tentando explicar o que é um bóson, porque esse em especial é tão importante e porque ele tem esse apelido, vejam em:

https://12dimensao.wordpress.com/2011/12/20/boson-de-higgs-a-busca-pela-particula-de-deus/

O anúncio dessa quarta feira não me surpreendeu, na verdade seria uma surpresa se eles anunciassem a não detecção de uma partícula. Deixe-me ser mais claro (espero não ser repetitivo em relação ao post passado):

Em 1964 Peter Higgs publicou um trabalho prevendo a existência de uma partícula que seria a responsável por um campo de energia, que hoje é conhecido como campo de Higgs. O conceito de campo é explicado no ensino médio, geralmente apresentado como campo elétrico E = F/q, força elétrica dividida pela quantidade de carga elétrica. Visto dessa maneira o aluno pensa no campo como mais uma fórmula a ser decorada. Mas o conceito de campo é muito mais do que isso, e é extremamente difícil de ser entendido e de ser explicado, talvez por isso os professores não insistam em “perder” tempo tentando ensiná-lo. Na faculdade tive um professor que afirmava ser o campo somente um “artifício matemático” sem existência física real. Qual não foi minha surpresa ao ler o livro “A evolução da física” de Albert Einstein e descobrir um capítulo intitulado “Os campos são reais”.

A física é muito mais do que um apanhado de fórmulas, consiste em modelos teóricos que tentam explicar o mundo em que vivemos. Dessa forma gastar tempo para explicar o conceito de campo é mais que uma opção, deveria ser uma obrigação.

A ideia de campo surge do brilhante físico experimental Michael Faraday e foi desenvolvida matematicamente pelo genial físico James Clerk Maxwell. Maxwell associou a cada tipo de força um tipo específico de campo, além de juntar o campo elétrico e o magnético em um tipo único de campo, o campo eletromagnético.

Einstein substituiu o conceito de força desenvolvido por Isaac Newton, pelo conceito de campo. Enquanto força é uma interação entre dois corpos o campo é a interação de um único corpo com o espaço a sua volta. Por exemplo, para Newton o Sol atrai a Terra através da força gravitacional, o giro da Terra em torno do Sol impede que ela caia no Sol, assim como uma pedra presa por um barbante e girada sobre nossas cabeças. Newton não soube como explicar a ação à distância. O que faz com que a Terra seja atraída para o Sol? Newton afirma não saber o porquê da força, “apenas” explicou o como essa força atuava (ela depende das massas dos dois corpos e da distância entre eles).

Para Einstein o Sol não exerce uma ação direta na Terra. Sua massa provoca um campo, uma espécie de deformação do espaço. A Terra “sente” essa deformação e por isso sua trajetória não é uma linha reta, como prevê a lei da inércia, mas uma trajetória curva. A Terra interage com o campo gravitacional criado pelo Sol, assim como um prego interage com o campo magnético de um imã.

A visão de Newton e a visão de Einstein são duas formas diferentes de explicar a mesma coisa. Mas o modelo de Einstein se mostrou mais completo, pois explica coisas que o de Newton não conseguia explicar.

Voltemos finalmente a falar sobre o campo de Higgs: Higgs propôs a existência de outro tipo de campo. Esse campo seria o responsável pela existência da massa das coisas. Uma bola de futebol de 400 g interage menos com o espaço do que uma bola de boliche de 5 kg. Segundo Higgs isso acontece porque a bola de futebol é menos susceptível ao campo de Higgs do que a bola de boliche. Fazendo uma analogia grosseira é como se a bola de futebol fosse um peixe atravessando um rio e a bola de boliche uma pessoa correndo dentro do rio. Há menos resistência entre o campo de Higgs e a bola de futebol do que entre a bola de boliche e o mesmo campo. A massa dos corpos aparece como se fosse essa resistência.

Peter Higgs

O modelo padrão da física de partículas associa cada campo a uma determinada partícula, no caso dos imãs a partícula é o fóton, no caso do campo de Higgs é o bóson de Higgs. Um elétron interage pouco com o bóson de Higgs, já o próton interage milhares de vezes mais, por isso a massa do próton é milhares de vezes maior do que a massa do elétron.  Existem partículas que não interagem com o campo de Higgs, é o caso do fóton, por isso essa partícula não possui massa.

Várias partículas foram previstas teoricamente e somente depois de muito tempo foram descobertas em laboratório. O nêutron, o méson pi, o neutrino, os quarks, agora é a vez do bóson de Higgs. Previsto em 1964, sua busca demorou mais de 40 anos e cerca de dez bilhões de dólares. Quanto maior o nível de energia envolvido em uma partícula mais energia é necessária para detectá-la, por isso não era possível a detecção do bóson de Higgs antes da “reforma” do LHC.

O investimento foi enorme e um resultado negativo traria dúvidas sobre novos investimentos. A ciência muitas vezes é cara, e quando é esse o caso, esperam-se resultados positivos.

Por isso não me surpreendi com a coletiva de imprensa dessa quarta feira. Se os dados não mostrassem a detecção de uma partícula pelo menos parecida com o que se espera do bóson de Higgs, provavelmente a coletiva não seria anunciada.

Se essa partícula descoberta for mesmo o bóson de Higgs (foi anunciada com grande grau de certeza a descoberta de uma nova partícula, ainda não está confirmado de que seja o bóson de Higgs) trata-se de uma grande descoberta científica e de mais uma confirmação do modelo padrão da física de partículas.

A mídia tenta passar como a maior conquista científica do século XXI, mas não consegue. A ciência está muito distante da vida das pessoas.  Quantos entendem o que é um bóson, ou mesmo uma partícula subatômica? Quantos sabem o que é o LHC ou acelerador de partículas? Há mais de 100 anos Einstein publicou sua Teoria da Relatividade Restrita, e a Teoria da Relatividade Geral vai completar 100 anos em 2015, quantas pessoas sabem do que elas falam? A Teoria da Evolução de Darwin é ainda pior, pois muitos acham que entenderam, mas acreditam que seleção natural seja a lei do mais forte.  E as ideias de Freud?

Não é só com a ciência que acontece isso, o grande público acompanha a arte moderna? Ouve música erudita contemporânea? Entende os conceitos da economia?

A sociedade paga a conta mas não sabe onde ele está sendo aplicado. Financiamos especialistas mas não temos muito acesso ao que está sendo feito.

Isso está parecendo uma critica mas na verdade é mais uma constatação. A especialização acabou acontecendo em praticamente todas as áreas e a escola ficou sozinha com a função de explicar tudo.

Os meios de comunicação poderiam ter um papel importante na tentativa de ajudar a diminuir essa distância mas não o fazem. Chamadas insignificantes são feitas na TV e no rádio mas a matéria é muito superficial e incapaz de explicar um conceito, apenas informam o ocorrido. A internet é uma ilusão, pois só quem tem algum conhecimento prévio sabe onde procurar, o Google não é um professor como muitos acreditam. Agora virou um critica.

Neutrinos mais rápidos que a luz? Sai o veredito!

junho 11, 2012

No último dia 08 de junho o CERN divulgou a conclusão sobre o experimento que alegava que neutrinos poderiam ter atingido velocidade acima da velocidade da luz.

vejam a notícia no link:

noticia.php?artigo=neutrinos-nao-superaram-velocidade-luz&id=010175120608

veja mais detalhes no meu post anterior:

neutrinos-mais-rapidos-que-a-luz-relatividade-derrubada-ou-simples-mau-contato

Unesp cria jogo que aborda conceitos de física de partículas

maio 12, 2010

No biscoito fino (ciclo de palestras do colégio Oswald)  de abril, Marcelo Tas mencionou, ao se referir ao ensino nos dias de hoje, que “Um professor do século 20 ensina física do século 19 para um estudante do século 21″. Essa mesma afirmação foi repetida pelo professor do Instituto de Física Teórica (IFT) da Unesp Sérgio Ferraz Novaes, coordenador do Sprace  Game.

Sprace Game é o nome de um jogo de computador projetado para ensinar conceitos de física de partículas para estudantes do ensino médio e para o público leigo em geral. Com isso espera-se poder ensinar física do século 21 para alunos do século 21, diminuindo um pouco a grande defasagem dos currículos escolares que trazem ainda o modelo atômico sendo formado apenas por elétrons, nêutrons e prótons.

Não é uma idéia nova, na verdade a biologia já tinha saído na frente com o impressionante: Immune Attack, disponível para download gratuito desde 2008 no Brasil:

Nesse jogo batalhas entre o sistema imunológico e bactérias invasoras são o tema. As imagens são fantásticas, e o jogador precisa conhecer um pouco sobre imunologia, assim poderá aprender se divertindo.

A versão brasileira não possui um visual tão bacana quanto o jogo biológico, mas a filosofia é a mesma, aprender se divertindo. Nesse caso conceitos de física de partícula serão apresentados através do conhecimento de partículas subatômicas. Nomes estranhos como: léptons (elétron, múon, tau e seus três respectivos neutrinos), partículas responsáveis pelas interações forte, fraca e eletromagnética (glúon, W, Z e fóton) e os seis quarks (up, down, strange, charm, bottom, top). Além disso, conceitos importantes como, o decaimento de algumas partículas instáveis, fazem parte do jogo.

Não se trata de um jogo meramente educativo do tipo perguntas e respostas, mas de um verdadeiro jogo de ação e aventura. Pilotando uma nave que foi miniaturizada até o tamanho das partículas subatômicas, o jogador deve coletar partículas usando canhões laser, campos de força e outros artefatos. Unindo as partículas fundamentais chamadas quarks, ele pode produzir um nêutron ou um próton. A idéia é conseguir, a partir dos hadrons (protôns e nêutrons), produzir moléculas fundamentais para a colonização de um planeta, como o oxigênio e a água.

As informações sobre o jogo e o comunicado à imprensa podem ser encontrados no site:

http://www.sprace.org.br/SPRACE/files/pdf/pressrelease-portuguese.pdf

O jogo pode ser obtido diretamente do site:

http://www.sprace.org.br/SPRACE/sprace-game

Uma demonstração do jogo pode ser vista no youtube:

Já baixei o jogo, mas ainda não tive tempo de jogar. Alias, tenho por princípio não instalar jogos no computador, porque fica difícil cumprir outras tarefas no tempo necessário, porém abri essa exceção, pois segundo os criadores do jogo, ele foi criado com objetivos educativos e os autores procuraram fidelidade aos conceitos científicos sem que ficasse algo chato.

Agora é esperar as férias pra me divertir aprendendo um pouco mais de física e biologia.