Esperança de nova partícula se desfaz no LHC

Por meses, o mundo da física foi chacoalhado por rumores sobre uma potencial nova partícula subatômica que poderia revolucionar toda nossa visão sobre física. Mas novos resultados apresentados no início do mês por físicos do Large Hadron Collider (LHC) extinguiram, por hora, a revolução.

Os primeiros indícios de uma nova partícula apareceram em dezembro de 2015, quando dois experimentos independentes no LHC, o ATLAS e o CMS, anunciaram a mesma peculiaridade em seus dados. Ambos os experimentos fazem prótons acelerados a uma velocidade próxima à velocidade da luz chocarem-se uns contra os outros, na tentativa de encontrar novas partículas fundamentais produzidas por colisões amplamente energéticas. Quando atingiram seus maiores níveis de energia até o momento, os dois projetos detectaram um sinal misterioso: mais pares de fótons com uma energia combinada de 750 giga elétron-volts (GeV) do que o esperado.

Esse sinal não foi previsto pelo Modelo Padrão da física — uma teoria rigorosamente testada e profundamente bem sucedida criada nos anos 70 que incorpora todas as partículas e forças fundamentais conhecidas. Apesar de seu sucesso, no entanto, o Modelo Padrão não explica o que se encontra no coração dos buracos negros, a natureza da matéria e da energia escuras, o comportamento quântico da gravidade e outros mistérios profundos do universo. Com o sinal detectado, o ATLAS e o CMS estiveram perto de investigar a física além dos limites do Modelo Padrão. Dentro de semanas, o pequeno sinal havia inspirado centenas de estudos com especulações de teóricos. “No LHC, físicos estão procurando intensamente por novas partículas e novas leis da física, então é fácil se animar com algo que parece bastante convincente,” diz Michael Peskin, um físico teórico do Centro de Aceleração Linear de Standford.

Seja lá o que tenha produzido os pares de fótons, não se encaixa em quase nenhuma teoria. Muitos cientistas sugeriram que o sinal foi produzido por um primo mais pesado do Bóson de Higgs, outra partícula que, de maneira semelhante, também surgiu como um sinal curioso nos dados cerca de quatro anos atrás. Outros sugeriram que poderia ser um tipo de partícula da matéria escura ou mesmo o alardeado gráviton, a partícula prevista que “transportaria” a gravidade em si.

Mas à medida que cientistas no LHC começaram a coletar mais dados esse ano, os pares de fótons de 750 GeV começaram a desaparecer. Agora, depois de analisar quase cinco vezes a quantidade de dados que eles tinham no ano passado, físicos do ATLAS e CMS observaram os pares diminuírem até atingirem a insignificância estatística. durante uma palestra na Conferência Internacional de Física de Altas Energias, em Chicago, o físico de partículas e representante do ATLAS Dave Carlton disse que quando olharam para todos os dados, o sinas de 750GeV tinha uma significância de apenas 2 sigma, o que é bem menos do que o 5 sigma (ou uma chance em 3,5 milhões) necessário para confirmar uma nova descoberta na física. Colocando de maneira mais simples, o sinal de pares de fótons foi um alarme falso. “É um pouco surpreendente que tenhamos visto a flutuação nos dois instrumentos, mas foi só o que foi — uma flutuação ou uma casualidade estatística,” afirmou Charlton.

Encontrar anomalias nos dados não é incomum no LHC. O acelerador faz tantos prótons se chocarem e produz tantos dados crus que encontrar, ocasionalmente, pares extras de fótons nos destroços estava prestes a acontecer. “Se você conduzir muitas e muitas pesquisas, você irá se deparar com coincidências como essas,” diz Guy Wilkinson, um membro da colaboração LHCb.

Ainda que os pares de fóton tenham evaporado, os pesquisadores ainda estão otimistas de que o LHC ainda os levará até uma nova física, além das fronteiras do Modelo Padrão. O projeto multibilionário ainda tem anos de operação, durante os quais produzirá muito mais dados para que os físicos analisem novas partículas. “Nós teríamos sido muito sortudos em ter encontrado alguma coisa, algum novo fenômeno ou novo estado de matéria nesse estágio tão recente,” diz o físico do CMS, Tiziano Camporesi. “Mas temos que ser pacientes.”

Knvul Sheikh

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