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O Modelo Padrão da Física de Partículas é umas das teorias mais revolucionárias que o ser humano já criou. Do comportamento das partículas fundamentais até ao eletromagnetismo, o campo que dá massa a tudo, passando pelo decaimento nuclear, tem (quase) tudo o que é preciso.
Segundo Urs Wiedemann, professor, no CERN, na Suíça, em entrevista ao IFL Science, todas as teorias descobertas pela humanidade são teorias com limitações.
“O Modelo Padrão é o modelo que engloba tudo o que sabemos sobre o mundo microscópico ao nível das partículas individuais. Portanto, tudo o que sabemos cabe no Modelo Padrão. E o Modelo Padrão pode ser escrito numa forma que cabe numa T-shirt”, disse Wiedemann.
“É uma forma muito compacta de formular o conhecimento que começa com Maxwell e Einstein e vai até às grandes descobertas teóricas e verificações experimentais dos séculos XX e XXI”.
O Modelo Padrão explica o eletromagnetismo e a luz, a força nuclear forte, que mantém o núcleo dos átomos unido, e a força nuclear fraca, responsável pela radioatividade, respetivamente. Está na base da maioria das interações e partículas fundamentais da realidade. Permitiu-nos prever coisas como o quark superior e o bosão de Higgs, muito antes de seres descobertos, mas não explica tudo.
“Todas as teorias descobertas pela humanidade são teorias com limitações. O próprio facto de a teoria mais abrangente e mais completa que existe hoje ter limitações é sempre o primeiro passo para aprender o que vem a seguir, o que é uma teoria ainda melhor”, explicou o Professor Wiedemann.
“Pensando nas limitações e na forma como as podemos testar experimentalmente, como podemos ver o que está para além da experimentação, como podemos ver as pequenas fendas numa teoria quase completa. Esta é uma forma de aprender sobre uma teoria que está para além dela”.
Limitações do Modelo Padrão
Algumas das limitações do Modelo Padrão são subtis, algumas estão muito distantes de nós, enquanto outras são tão fundamentais para nós e para a forma como vemos o mundo, que é quase intrigrante que estejam no modelo.
Uma imitação que era subtil e teve de ser corrigida foi a massa de neutrinos. Esta partícula é tão leve que os cientistas não tinham a certeza de que tivesse massa. Para o Modelo Padrão, os neutrinos não tinham massa, mas embora apenas saibamos que têm uma massa inferior a um determinado limite (recentemente reduzido para metade), sabemos que não têm massa.
Outro desafio ao Modelo Padrão, este cósmico, é a matéria escura e a energia escura. Estas hipóteses estão na base de outro modelo padrão, o Modelo Padrão da Cosmologia. No entanto, não se enquadram no Modelo Padrão da Física das Partículas.
Mais perto de nós está o facto de sermos feitos de matéria e não de antimatéria. De acordo com o Modelo Padrão, não há diferenças entre as duas. São imagens espelhadas uma da outra, só que a antimatéria tem a carga oposta. Mas é evidente que deveriam existir diferenças, caso contrário, porque é que a matéria é tão mais comum no universo do que a antimatéria?
A maior limitação do nosso ponto de vista é a gravidade. Esta é a força fundamental crucial na nossa experiência quotidiana. Mas ao nível das partículas, não tem grande importância. A gravidade é imensamente mais fraca do que as outras forças fundamentais e, por isso, o Modelo Padrão consegue ignorá-la. Mas uma verdadeira teoria de tudo, deveria ter uma compreensão quântica da gravidade.
As teorias, as experiências e as observações têm vindo a pressionar e a provocar estes limites do Modelo Padrão. Talvez uma via de investigação possa vir do momento magnético de Muon, onde os dados já indicam uma discrepância com o Modelo Padrão (e será anunciada uma atualização este ano). Talvez venha da astronomia ou das ondas gravitacionais.
“Há uma física profunda que ainda não foi compreendida“, disse Wiedemann.
