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quarta-feira, 9 de outubro de 2013

O BOSON DE HIGGS E A PARTÍCULA DE DEUS


Inicialmente, o estudo de Peter Higgs sobre a nova partícula foi rejeitado.
O ministro da Ciência do Reino Unido uma vez realizou um concurso nacional para encontrar a melhor explicação Higgs.
O "Large Hadron Collidor" (LHC), a máquina de aceleração de partículas usada para descobrir o bóson de Higgs, custou mais 6 bilhões de libras esterlinas (em torno de R$ 21 bilhões)
A teoria diz que, como o universo esfriou após o Big Bang, uma força invisível conhecida como o campo de Higgs foi formado.
 Partículas, então, ganham sua massa quando passam por este campo.
O bóson de Higgs é um elemento-chave da estrutura fundamental da matéria conhecida como a "Partícula de Deus".
No "modelo padrão", a teoria da estrutura fundamental da matéria elaborada nos anos 60 para descrever todas as partículas e forças do universo, o bóson de Higgs é considerado a partícula que proporciona sua massa a todas as demais.
Ao tentar isolar os menores componentes da matéria, os físicos descobriram várias séries de partículas elementais.

Seis tipos de quarks, chamados "up" (para cima, em inglês), "down" (para baixo), "charm" (encanto), "strange" (estranho), "top" (em cima) e "bottom" (embaixo), fazem parte dos componentes básicos ou "tijolos elementais" da matéria, como o elétron e seus irmãos, o múon e o tau, e três tipos de neutrinos.


Estas 12 partículas interagem entre elas, por intermédio de mensageiros, chamados bósons. Um deles é o fóton, que porta a radiação eletromagnética, e outro é o glúon, que proporciona a coesão dos núcleos atômicos.
O fóton, que viaja à velocidade da luz, não tem massa. No entanto, nossa experiência nos faz sentir a presença da matéria, composta por átomos e, portanto, também quarks e elétrons.

De onde vem essa massa? Os cientistas explicam que não provém propriamente das partículas.
Em 1964, por dedução, o físico britânico Peter Higgs postulou que existia o bóson que hoje leva seu nome e que devia dar sua massa a outras partículas.
"A ideia é que existem partículas que se chocam permanentemente com bósons de Higgs. Estes choques freiam seu movimento, que se torna mais lento, e dão a eles a aparência de uma massa", explica o físico e filósofo Etienne Klein.
Klein compara este fenômeno com um homem que tenta passar correndo em meio a uma multidão, que freia sua corrida e faz com que diminua sua velocidade.
Também compara o campo de Higgs com uma espécie de cola em meio à qual se encontrariam relativamente aderidas as partículas, o que seria percebido como uma massa.
O bóson de Higgs é chamado de "Partícula de Deus" por causa de um livro que teve o título trocado. O Prêmio Nobel de Física Leon Lederman queria chamá-lo de "The Goddamn Particle" ("a partícula maldita"), por ser difícil de encontrá-la. O editor tirou o termo "damn" e colocou o título de "The God Particle", já que temia que a palavra "maldita" fosse considerada insultante.
O Grande Colisor de Hádrons, (em inglês: Large Hadron Collider - LHC), é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo. 
O laboratório localiza-se em um túnel de 27 km de circunferência, bem como a 175 metros abaixo do nível do solo na fronteira franco-suíça, próximo a Genebra, Suíça.

lhc-sim.jpg
 LHC está funcionando desde 10 de Setembro de 2008. 

A primeira colisão entre prótons ocorreu 30 de Março de 2010.

Ao contrário dos demais aceleradores de partículas, a colisão é entre prótons e não entre pósitrons e elétrons (como no LEP), entre prótons e antiprótons (como no Tevatron) ou entre elétrons e prótons (como no HERA).

Alguns dados fantásticos do acelerador;
A maior máquina do mundo.
A circunferência exata do LHC é de 26.659 m e contém 9 300 imans (magnetos). 
Além de ser o maior acelerador de partículas do mundo, unicamente uma oitava parte do seu sistema de criogenia já seria o maior 'frigorífico' do mundo!
O mais frio - Todos os magnetos são pré-refrigerados a -193,20C (80 K) utilizando 10.080 t de azoto líquido, antes de ser cheio com 60 t de hélio líquido que os levam a -271,3ºC (1,9 K), quase o zero absoluto.
O circuito mais rápido do mundo
À sua velocidade máxima o trilião de protões lançados a 99,99 % da velocidade da luz, vão efectuar 11.245 vezes a volta do acelerador por segundo. 
Dois feixes de protões viajando cada uma energia máxima de 3,5 TeV, permitem assim a colisões frontais a 4 TeV, o que dará lugar a cerca de 600 milhões de colisões por segundo.
O espaço mais vazio do sistema solar.
Para evitar colisões com as moléculas de gás presente no acelerador, os feixes viajam num cavidade tão vazia como o espaço. interplanetário, ao que se chama o 'ultravazio'. A pressão interna do LHC é de 10−13 atm, o que é seis vezes inferior à pressão existente na Lua.
Os pontos mais quentes da galáxia no anel mais frio do universo
O LHC é a máquina das temperaturas extremas. Quando dois feixes de protões entram em colisão, geram num espaço minúsculo, temperaturas mais de 100.000 vezes superiores às existentes no centro do Sol.
Por outro lado, o sistema de distribuição criogénica mantém-no quase no zero absoluto.
Os maiores e os mais sofisticados detectores
Para seleccionar e registrar os dados, no sentido de informação, dos acontecimentos (eventos) mais interessantes entre os milhões de colisões, os físicos e engenheiros construíram aparelhos gigantescos que medem os traços das partículas com uma precisão do mícron. Detectores como ATLAS e CMS estão equipados com sistemas electrónicos de lançamento de acções que medem o tempo de passagem de uma partícula a 1 x 10−12 do segundo. Estes sistemas também registam a posição das partículas ao 1 x 10−6 do metro. Tal rapidez e precisão é necessária para se poder ter a certeza que um acontecimento registrado nas diferentes 'camadas' do detector é sem dúvida o mesmo.
O mais potente supercomputador
Com esta energia e luminosidade espera-se observar o bóson de Higgs e assim confirmar o modelo padrão das partículas elementares.
Sua construção e entrada em funcionamento foram alvo de um filme da BBC sobre um possível fim do mundo, e têm gerado uma enorme polêmica na Europa.
Amplificadores serão usados para fornecer ondas de rádio que são projetadas dentro de estruturas repercussivas conhecidas como cavidades de frequência de rádio. 
Exatamente 1232 ímãs bipolares supercondutores de 35 toneladas e quinze metros de comprimento agirão sobre as transferências de energias dentro do LHC.
Os detectores de partículas ATLAS, ALICE, CMS e LHCb, que monitoram os resultados das colisões, possuem mais ou menos o tamanho de prédios de cinco andares (entre 10 e 25 metros de altura) e 12 500 toneladas. 
O grande acelerador de partículas acelerou em 1 de novembro de 2009 partículas a uma velocidade nunca antes alcançada.
O LHC tornou-se o acelerador de partículas mais poderoso do mundo, ao impelir os seus dois feixes de protões a uma energia de 1,18 Tera electrão-volt (TeV). O recorde era detido por um dos concorrentes do CERN, o Fermilab de Chicago, que conseguiu acelerar partículas a uma velocidade de 0,98 T em 2001.

“O “bóson de Higgs”, partícula fundamental que fornece massa a todas as outras partículas e que, portanto, é responsável por formar simplesmente toda a matéria do universo”. A hipótese de que o Bóson de Higgs seja o mecanismo que confere massa a algumas das partículas elementares, é muitas vezes interpretada como explicação da “origem” da própria matéria e do universo. Por isso, o apelido “Partícula de Deus” pegou. Poderiam chamar também de “o Bóson da Criação”. É um mecanismo físico que pretensamente justificaria a Criação do universo, tanto aos olhos dos religiosos, como, infelizmente, de muitos físicos não-religiosos, mas bastante confusos filosoficamente. Para desfazer a confusão, comecemos por compreender que a massa e a matéria são duas coisas diferentes. 
Matéria é tudo aquilo cuja existência independe de nós, sejam partículas, campos, energia, luz, seres vivos etc. A matéria está em permanente movimento, aliás, o próprio conceito de matéria é inseparável do conceito de movimento, a matéria só existe enquanto movimento. Matéria é um conceito contraposto à Idéia, cuja existência sim, depende de nós. A massa é apenas UMA das infinitas características (qualidades) da matéria em movimento. Outras seriam, por exemplo, a carga elétrica, o spin (o “giro” da partícula, como no artigo citado), a quantidade de movimento etc.
Indo ao nosso mundo macroscópico, poderíamos somar, por exemplo, a densidade, a dureza, a cor, a resistência elétrica, a temperatura, entre outras. Recorrendo à biologia, poderíamos somar a vida como uma das características possíveis da matéria, e no nosso caso, de humanos, mamíferos superiores como se diz no artigo, até a consciência, como característica mais elevada conhecida da matéria. A matéria tem infinitas características, expressões de seu movimento infinito. Algumas destas características são conhecidas por nós, outras, ainda não (assim como a carga elétrica, entre outras, não era conhecida em épocas mais remotas).
A massa é talvez a mais óbvia de todas as características da matéria, daí a confusão entre massa e matéria, que leva muitos a compreenderem a matéria como aquilo que tem massa, que se pode tocar, apertar, ver, ou seja, acessível diretamente a nossos sentidos. Mas a massa é definida cientificamente como a medida da resistência da matéria em alterar seu estado de movimento mecânico. Todos compreendem como é mais fácil frear uma moto do que um pesado caminhão. Exatamente porque o caminhão tem mais massa, é mais difícil acelerá-lo ou freá-lo, ou seja, alterar seu estado de movimento. Essa resistência a alterar o estado de movimento (em física expressa no Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento e na Lei da Inércia) é uma expressão particular para o movimento mecânico da tese fundamental da filosofia materialista dialética, a indestrutibilidade do movimento da matéria (Engels, A Dialética da Natureza). Quer dizer, segundo Engels (e de acordo com os princípios físicos de conservação da massa, energia e quantidade de movimento), a matéria em movimento não pode ser nem criada nem destruída, só transformada de uma forma em outra. 
No caso do caminhão sendo freado, seu movimento não acaba, apenas é transformado em outros, por exemplo, se transferindo ao próprio planeta Terra, que se acelera um pouquinho no sentido contrário aquele em que se freia o caminhão (esse pouquinho é imperceptível, dada a imensa diferença de massa entre o caminhão e o planeta inteiro, mas ele existe!).
 Na linguagem dos físicos, esta é a conservação da quantidade de movimento.
Também a freada se traduz em calor nas pastilhas de freio, ruído, faíscas etc, que também são expressões do movimento da matéria. Na linguagem dos físicos, esta é a conservação da energia. Há muitas outras leis de conservação nas ciências, todas elas expressões particulares do mesmo princípio geral – a indestrutibilidade do movimento da matéria. Ou seja, da própria definição da massa como resistência a alterar o estado de movimento mecânico da matéria, já surge a idéia que esta é indestrutível em seu movimento.
A matéria não pode ser criada, não houve Criação ,a matéria não pode ser destruída, não haverá Juízo Final

Todo esse preâmbulo foi necessário para chegar à pergunta: Por que afirmar que a massa “forma” a matéria, se ela é apenas uma de suas qualidades? Existem inclusive muitas formas de matéria sem massa, como os fótons (grosso modo, partículas da luz), entre outras.
 De onde sai a afirmação de que “o Bóson de Higgs é responsável por formar toda a matéria do universo”? Se assim fosse, repetindo, seria até justificado chamá-lo de Partícula de Deus...

Mas o Bóson de Higgs não cria a matéria. 
Nada cria a matéria, esta existe em permanente movimento.
 Não nos esqueçamos de que o próprio Bóson de Higgs, se existir, em última análise também é... matéria. O mecanismo de Higgs talvez seja, de acordo com teorias ainda em desenvolvimento, o processo pelo qual se expressaria a massa, a resistência a aceleração, apenas uma das infinitas características da matéria. Da mesma maneira, como o fóton é o mecanismo pelo qual se expressa a força eletromagnética e o hipotético gráviton seria o mecanismo pelo qual se expressaria a força gravitacional, outros bósons de nomes complicados expressariam as forças nucleares e daí por diante. Ou seja, nada a ver com a “origem da matéria”.
A coisa se torna mais grave ainda quando se afirma que “O bóson de Higgs comprovaria justamente que a matéria não só surgiu do nada, como ainda hoje surge constantemente do nada e se transforma constantemente em nada” ou que: “Se o bóson de Higgs for encontrado, ficará definitivamente provado que a matéria pode sim surgir do nada”. Estas afirmações, tão comuns entre muitos físicos, vão contra, como vimos, tanto aos princípios físicos da conservação de massa/energia e quantidade de movimento, como contra a tese fundamental do materialismo dialético, da indestrutibilidade do movimento da matéria. Não há absolutamente nenhum indício científico de que a matéria possa surgir do nada e se transformar em nada (para desespero dos defensores da Criação e do Juízo Final). 
Muito pelo contrário, toda a física mostra a impossibilidade disso, sem absolutamente nenhuma exceção conhecida. A massa, como uma das infinitas qualidades da matéria, até poderia surgir de formas de matéria sem massa, a partir do mecanismo de Higgs, assim como a vida surge da matéria inanimada, mas a matéria não surge nem desaparece, só se transforma em seu perpétuo movimento.
 Não há nada, em nenhuma teoria científica existente, sobre a origem da matéria em si. A afirmação de que a matéria e o universo tenham sido criados, seja por Deus, seja por Higgs, é anticientífica, antimarxista, antidialética e antimaterialista!
Lênin e Einstein
Esse erro de considerar o mecanismo de Higgs como a “origem da matéria” surge da confusão entre matéria e massa. É um erro propositalmente induzido pela filosofia idealista, que aplica um truque de prestidigitação, substituindo a verdadeira essência da matéria como tudo aquilo que existe, independente de nós, por uma definição vulgar de matéria como aquilo que se pode ver e tocar. Assim, quando se desenvolveu a idéia de energia na física, no século XIX, por si, um imenso salto em nossa compreensão da natureza, muitos idealistas e positivistas se aproveitaram para “demonstrar” que o conceito de energia era a prova de que o materialismo estava errado, que havia uma realidade “imaterial”, “energética”. 

Foi a sua desculpa para passar de contrabando para uma concepção idealista do mundo, de que existem coisas “transcendentes”, fora do mundo material (onde estaria Deus). Lênin criticou exaustivamente a esses defensores da “energética” em seu livro “Materialismo e Empiriocriticismo”, mostrando que a energia nada mais era do que outra qualidade, nova então para a humanidade, do eterno movimento da matéria, posição logo depois confirmada por Einstein em sua Teoria da Relatividade, onde demonstrava finalmente que massa e energia são equivalentes, duas expressões de uma mesma coisa. A concepção idealista da “energética” passou assim à lata de lixo da história do pensamento científico, por meio das mãos de Lênin e Einstein. Mas o truque de confundir massa com matéria continua sendo utilizado hoje em dia, seja para justificar a Criação, por meio da “Partícula de Deus”, seja se aproveitando dos indícios atuais de existência de outras formas de matéria (chamadas de matéria e energia escuras), para novamente contrabandear concepções idealístico/místicas, entre muitos outros exemplos.
O Big Bang foi a Criação do universo?
Apesar de toda a boa vontade de muitos cientistas ateus em combater a religião, a maioria erra o alvo. Não é exato afirmar que a Igreja tenha aceitado a contragosto a Teoria do Big Bang. Pelo contrário. Aceitou a teoria sem problemas, porque é uma justificação da Criação, de que o universo foi criado num determinado momento. O fato de a física moderna não ter alcançado ainda o instante mesmo do Big Bang é o último refúgio dos teólogos mais sofisticados . A tese materialista dialética da indestrutibilidade do movimento da matérianega a própria Criação, essa sim é a tese filosófica mortal para a Igreja. 

Para deixar claro, não é objetivo deste artigo negar a Teoria do Big Bang. Esta é uma imensa conquista teórica da ciência moderna, explicando em detalhes a origem DE CADA EXPRESSÃO CONCRETA DE EXISTÊNCIA ATUAL DA MATÉRIA, de cada qualidade conhecida desta, como as partículas subatômicas, os átomos de diferentes elementos, prevendo até, com exatidão, a proporção relativa destes no universo visível! O que sim queremos aqui negar é a interpretação positivista/metafísica de que o Big Bang tenha sido o início do universo, a Criação, pois não há um único indício disso, além do que essa interpretação contradiz os princípios de conservação da física e a tese da indestrutibilidade do movimento da matéria. Contradiz, inclusive, as conquistas mais recentes da física, como veremos mais a frente. 
O Big Bang é a origem DO ATUAL PERÍODO DO ETERNO MOVIMENTO DA MATÉRIA NA REGIÃO DO UNIVERSO ONDE NOS COUBE VIVER. 
Não é a toa que a Igreja adora que chamem o Bóson de Higgs de Partícula de Deus. Pois é a justificativa última de que o universo teve uma origem, que há uma origem para a matéria, ou seja, que o movimento da matéria não seria indestrutível como dizia Engels.
Há então somente duas possibilidades: ou, como dizia Engels, o movimento da matéria é indestrutível, e não houve Criação. Ou “a matéria pode se formar do nada” e então houve Criação. O debate, portanto, se reduz a discutir se a Criação precisou de um Criador ou não. E aí, infelizmente, está hoje concentrado o debate entre ateus e místicos, se a Teoria do Big Bang deixa ou não um lugarzinho para Deus, por menor que este seja. 
Tampouco é a toa que o papa João Paulo II tenha dito que estava muito bem que os físicos estudassem o Big Bang, que a Igreja não tinha nada contra, mas que deveriam abster-se de estudar o que havia antes deste, pois esse é o território da Igreja. O positivismo capitula vergonhosamente a isso, dizendo que se não temos informações sobre como era antes do Big Bang, há que interpretar que o Big Bang é a origem do universo. Dizem inclusive que o Big Bang é a origem do tempo. E se se interpreta o Big Bang como sendo a origem do universo, então não há um antes, e só se pode explicar a origem do universo por meio de algo fora deste – Deus, e nada mais. Os positivistas são incapazes de conduzir consequentemente a polêmica contra a religião. Sua “filosofia” os impede de fazê-lo. Cabe a nós, marxistas, inverter este debate e afirmar bem alto que o movimento da matéria é indestrutível, e que, portanto não houve Criação e não há Criador! Afinal, temos toda a ciência moderna ao nosso lado nessa luta.
Onde o Bóson de Higgs se cruza com a Teoria do Big Bang: a Inflação Caótica
Para essa tarefa podemos, e devemos então, apoiar-nos nas conquistas mais recentes da física e das demais ciências. Se as libertamos da carga de interpretação positivista/metafísica, cada uma delas se converte num poderoso argumento a nosso favor. Assim, a título de conclusão, queremos remeter-nos outra vez à Teoria do Big Bang, e ao que esta diz de fato. Não é verdade de maneira alguma que essa afirme um “início” para o universo, como é comumente aceito. Ela diz, na verdade, o oposto. 

A Teoria do Big Bang em sua versão clássica tinha uma série de problemas e contradições insolúveis. Por exemplo, não podia explicar porque o universo visível é uniforme em grande escala, entre outras, mais técnicas, que não vamos tratar aqui. Assim, surgiu uma variação da Teoria do Big Bang, chamada de Teoria Inflacionária do Big Bang. Ela afirma que no instante imediatamente posterior ao Big Bang houve um período de inflação (expansão) do universo muito acelerada, muito mais intensa do que na teoria “clássica” do Big Bang. Nesta “inflação”, justamente o nosso amigo Bóson de Higgs é o responsável por “criar” a massa de todo o universo, na verdade, multiplicá-la a partir de uma quantidade inicial muito pequena, já presente antes do Big Bang. Essa “versão atualizada” da teoria já prevê a existência de um “antes” do Big Bang, ou seja, que este não é o “início” do universo. O mecanismo da inflação é, aparentemente, só uma pequena alteração da teoria, mas respondeu a todas as contradições e insuficiências da versão anterior, tendo sido um grande passo à frente. Ao mesmo tempo, como é comum na ciência, criou outros problemas, como a previsão de que o universo seria granulado, coisa que não se vê. 
Para resolver estas outras questões, foi dado mais um passo, com a Teoria da Inflação Caótica, que a princípio, conseguiu resolver todos os problemas, graças outra vez ao Bóson de Higgs . Mas as previsões que faz essa teoria são espetaculares e chocaram muitos cientistas. A Teoria da Inflação Caótica prevê taxadamente que o universo não teve uma origem; que o movimento da matéria é eterno e indestrutível, ou seja, reafirma todos os princípios de conservação da física e deixa claro que nem houve Criação nem haverá Juízo Final !  Diz ainda que “nosso universo”, “surgido” no Big Bang, é só um entre infinitos “outros universos”, permanentemente “surgindo”. Não a partir do nada, mas a partir de “outros” universos já existentes, como bolhas surgindo dentro de bolhas (também chamados pelos físicos de “universos-bebês”), num movimento eterno e infinito .
Assim como a Inflação Caótica não prevê nenhuma “origem” para o universo, tampouco prevê nenhum “fim” para este, evitando a assim chamada Morte Térmica do Universo, ou seja, que o universo aos poucos iria se esfriando, por ação da 2ª Lei da Termodinâmica, até que não fosse mais possível a existência de vida nem de nenhum processo físico, químico etc. Restaria um universo escuro, povoado por buracos negros (6) e radiação térmica de baixíssima temperatura. Ou seja, um universo morto, sem movimento, sem vida. 
hipótese da morte térmica do universo nega a tese da indestrutibilidade do movimento da matéria e condena a tudo e a todos a uma terrível morte gelada. A única salvação possível à destruição do universo, seria “fora do universo”, ou seja, em Deus. É a mais sofisticada versão do Juízo Final, e pretensamente “científica”. Engels já combatia esta hipótese em seu “Dialética da Natureza”, dizendo que a ciência viria a descobrir, no futuro, um mecanismo pelo qual o movimento da matéria (incluindo a vida) se reconstituiria e venceria a2ª Lei da Termodinâmica. Hoje essa incrível afirmação de Engels começa a realizar-se.
Se no futuro longínquo nossa “bolha” do universo for permeada fundamentalmente por buracos negros e radiação térmica, isso não significará de maneira alguma, de acordo as previsões da Inflação Caótica, o fim do movimento da matéria. Muito pelo contrário, já que os buracos negros seriam exatamente (outra vez graças a Higgs) a fonte de novas “bolhas de universo” (novos big bangs) surgindo do nosso, de novos “universos”, transbordantes de movimento, de vida.
A nossa porção do universo poderia então até “morrer”, mas somente para dar origem a mais “vida”, na forma de outras “bolhas de universo”. Aliás, como acontece com a vida orgânica em nosso planeta, onde cada ser vivo inexoravelmente morre, mas somente para dar lugar a mais vida.
Cabe aos físicos de verdade comprovar ou negar a teoria da Inflação Caótica. Atualmente é a teoria mais aceita pela comunidade científica. É uma teoria que depende totalmente do Bóson de Higgs e da física derivada dele, que com a possível descoberta deste, recém começa a dar novos passos. 
É particularmente importante em nossa discussão, porque quando a livramos de toda a carga positivista e metafísica, ela demonstra como o próprio desenvolvimento da ciência, aos trancos e barrancos, por tentativa e erro , se aproxima cada vez mais daquilo que afirma a concepção dialética do mundo: de que o movimento da matéria é eterno e indestrutível, ou, nas palavras de Einstein, que “a única constância no universo é a permanente mudança”; e que, finalmente, não houve Criação e que, portanto, não há Criador; que não haverá Juízo Final, e que, portanto, é nossa tarefa, como revolucionários socialistas, construir o paraíso aqui na Terra, a sociedade comunista do futuro, e quiçá um dia, expandi-la por outros corpos celestes!



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