MAMUTE RESPONDE!

O Modelo Padrão da Física de Partículas (MP) é uma teoria que descreve com uma precisão surpreendente o comportamento de 3 das 4 forças fundamentais da natureza: a interação eletromagnética, a interação fraca e a interação forte, ou seja, excluindo apenas a interação gravitacional. Além disso, ele fornece uma classificação de todas as partículas elementares. Sua versão atual, finalizada em meados da década de 1970, vem resistindo bravamente a quase todos os testes experimentais, configurando uma das teorias mais bem sucedidas de toda a Física. 

Contudo, o MP apresenta várias limitações. A começar por alguns resultados experiementais, como o momento magnético anômalo do múon, o decaimento do méson B e a massa anômala do W, que apresentam conflitos em potencial com as previsões teóricas. Ainda mais críticos, são os fenômenos que ele não descreve: a assimetria entre matéria e antimatéria, as oscilações de neutrinos, a matéria escura, a energia escura e a gravidade!

O MP é formulado em termos de teorias quânticas de campo (TQC). Trata-se de um arcabouço matemático que consegue combinar consistentemente a relatividade restrita com a mecânica quântica. Assim, para incorporarmos a gravidade no MP, precisamos encontrar uma TQC que tenha como limite de baixas energias a Relatividade Geral (RG). Contudo, ao procedermos ingenuamente da mesma forma que fizemos com as outras interações elementares, obtemos uma teoria não-renormalizável. 

Para que uma TQC seja bem definida, é necessário que ela seja caracterizada por um número finito de parâmetros livres, que podem, em princípio, ser determinados experimetalmente. Por exemplo, no caso da teoria para a interação eletromagnética, a eletrodinâmica quântica, esses parâmetros correspondem à carga e à massa do elétron. Entretanto, ao tentarmos quantizar a gravidade, obtemos uma teoria caracterizada por infinitos parâmetros, ou em fisiquês, não-renormalizável.   

O surgimento desses infinitos parâmetros pode ser entendido como uma consequência da incompatibilidade entre os conceitos de espaco e tempo na RG e na teoria quântica. Na primeira o espaçotempo é uma quantidade dinâmica que varia suavemente, de forma que a única informação fisicamente relevante é a relação entre diferentes eventos. Já na segunda, o espaçotempo é uma entidade fixa e externa, que fornece o pano de fundo para realizarmos a quantização. Assim, ao tentarmos quantizar o espaçotempo no contexto de uma teoria para a gravitação esbarramos simultaneamente em dois problemas: as flutuações quânticas do espaçotempo tornam impossível definir as relações entre dois eventos, destruindo a estrutura causal que necessitamos para realizar a quantização.

Apesar de muitos esforços (teoria de cordas, gravitação quântica em laços, conjuntos causais, triangulações dinâmicas e segurança assintótica, só para citar algumas abordagens), ainda não temos uma teoria quântica para o campo gravitacional. Em outras palavras, não sabemos descrever fenômenos em que tanto efeitos gravitacionais quanto quânticos precisam ser considerados. Algo que só ocorre em situações muito extremas, como as vizinhanças de um buraco negro ou o universo logo após o Big Bang. Contudo, isso não impede que as partículas elementares sintam o efeito da gravidade, que, no contexto dos acelerados de partículas atuais, pode ser muito bem descrito pela RG.

Assim, como a proposta do experimento ALPHA-g é calcular a aceleração gravitacional sentida pela antimatéria aqui na Terra o, combo MP e RG é mais do que suficiente.

Link do conteúdo: Antigravidade (post) e Vídeo (IG/Tiktok).

Referências

[1] A. Macías, A. Camacho. On the incompatibility between quantum theory and general relativity, Physics Letters B, Volume 663, Issues 1–2, 2008, Pages 99-102, ISSN 0370-2693, https://doi.org/10.1016/j.physletb.2008.03.052 

[2] G. Weber. Mamutes na ciência! - Física de Partículas: Uma Nova Esperança (google.com)

[3] G. Weber. Mamutes na ciência! - Física de Partículas: O Modelo Padrão Contra Ataca (google.com)

[4] G. Weber. Mamutes na ciência! - Mais pesado do que esperado (google.com)

[5] G. Weber, I. Bruni. Mamutes na ciência! - Forças e Partículas (google.com)

[6] G. Weber. Mamutes na ciência! - Fuga dos Neutrinos! (google.com)

[7] G. Weber. Mamutes na ciência! - Antigravidade (google.com) 

[8] https://www.symmetrymagazine.org/standard-model/ 

Texto de Gabrielle Weber.