Será que vamos detectar dimensões extra do espaço?
De vez em quando, leitores pedem que eu escreva sobre as supercordas, essa tentativa de construir uma teoria que unifique a matéria e as interações que definem suas propriedades. Neste ano, com a inauguração, na Suíça, de uma máquina chamada Grande Colisor de Hádrons (do inglês "Large Hadron Collider", ou LHC), as supercordas poderão ter seu primeiro teste experimental, mesmo que indireto.
A expectativa é alta. Milhares de artigos (talvez dezenas de milhares) foram escritos nas últimas duas décadas sobre as supercordas e suas várias implicações.Carreiras inteiras vêm sendo dedicadas à construção da teoria. Mesmo que nada seja encontrado no LHC, a teoria continuará viva, na prática.
Mas a ausência de qualquer sinal não será vista com bons olhos pela maioria dos físicos. Afinal, a física é uma ciência empírica, que depende da validação de suas teorias por experimentos. A teoria de cordas é uma tentativa de resolver um dos dilemas mais fundamentais da física: a incompatibilidade entre a mecânica quântica, que descreve o comportamento dos átomos e das partículas subatômicas, como elétrons e quarks, com a teoria de Einstein para a gravidade, a chamada teoria da relatividade geral.
À primeira vista, a incompatibilidade das duas não é surpreendente. Afinal de contas, uma delas lida com o mundo do muito pequeno, enquanto a outra lida com o do muito grande, como estrelas e a expansão do Universo. Porém, uma das conseqüências da expansão cósmica é que o Universo, na sua infância, era muito menor do que é hoje.
Tão menor que suas propriedades devem poder ser descritas pela física das partículas. O problema é que, ao aplicarmos a teoria da relatividade geral a distâncias muito pequenas, obtemos resultados absurdos. Essencialmente, o problema vem do fato de a força gravitacional cair com o quadrado da distância.
Quando essa distância vai a zero, a força vai a infinito. O que fazer? Entram as supercordas. A idéia é que as entidades fundamentais da matéria não são partículas pontuais mas vibrações de tubos de energia, as cordas. Tal como uma corda de violão, que pode vibrar em freqüências diferentes, cada uma relacionada com uma nota musical, as diferentes vibrações das supercordas estão associadas com as partículas de matéria e suas forças. A teoria é extremamente elegante, seguindo os parâmetros geométricos da relatividade geral de Einstein e acomodando-os às leis do mundo quântico.
Vários resultados matemáticos importantes foram obtidos por físicos trabalhando com a teoria. As dificuldades começam quando aprendemos que a teoria das cordas só faz sentido quando formulada em mais de três dimensões espaciais e que demanda a existência de dezenas de partículas ainda não detectadas.
Onde estão essas dimensões invisíveis e essas partículas arredias? As dimensões podem ser tão minúsculas que jamais serão detectadas por máquinas que construirmos. Entretanto, existem versões da teoria nas quais as dimensões extra podem ter efeitos mensuráveis no LHC. Será que vamos detectar dimensões extra do espaço?
E o mesmo ocorre com as partículas extra: algumas versões da teoria prevêem a existência de partículas detectáveis no LHC.Portanto, a esperança de muitos é que alguns sinais surjam nos detectores. E se eles não surgirem? Os defensores das supercordas dirão que só com energias mais altas poderemos detectar sua existência.
Os críticos dirão que a teoria é uma fantasia metafísica que drena recursos de pesquisas mais imediatas e importantes. Como disse Heráclito, a verdadeira constituição das coisas gosta de se ocultar.
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