Ajuste fino da massa de Higgs: isso vai te surpreender
https://elohim.catsboard.com/t374-ajuste-fino-da-massa-de-higgs-isso-vai-te-surpreender
Leonard Susskind A paisagem cósmica: teoria das cordas e a ilusão do design inteligente 2006 , página 99
Se fosse tão fácil “ligar” o campo de Higgs como é ligar o campo magnético, poderíamos alterar a massa do eletrão à vontade. Aumentar a massa faria com que os elétrons atômicos fossem puxados para mais perto do núcleo e mudaria drasticamente a química. As massas dos quarks que compõem o próton e o nêutron aumentariam e modificariam as propriedades dos núcleos, em algum momento destruindo-os completamente. Ainda mais perturbador, mudar o campo de Higgs na outra direção eliminaria completamente a massa do elétron. O elétron se tornaria tão leve que não poderia ser contido dentro do átomo. Novamente, isso não é algo que gostaríamos de fazer onde moramos. As mudanças teriam efeitos desastrosos e tornariam o mundo inabitável. Mudanças mais significativas nas Leis da Física seriam fatais
https://3lib.net/book/2472017/1d5be1
A Força de Higgs: Uma força cujo papel é dramático: permite que todas as partículas elementares descritas na tabela acima obtenham massa.
Um Criador é uma possibilidade epistêmica séria. Se o nosso mundo é uma enorme simulação computacional em rede peer-to-peer, provavelmente terá que ser feita. A rede ponto a ponto - especialmente a rede neste nível massivo - é incrivelmente complexa e requer uma quantidade incrível de poder de processamento. Quanto mais alguém entende de física e cosmologia, mais milagroso todo este mundo parece ser. O exemplo a seguir de ajuste fino vai te surpreender. Você pode (ou não) ter ouvido falar do Modelo Padrão da física de partículas. Embora o Modelo Padrão seja amplamente considerado incompleto, é um modelo extremamente bem verificado. Ele faz previsões extremamente precisas sobre o que deveríamos observar nos colisores de partículas, e cada uma das partículas que ele prevê foi observada. De fato,2
O Bóson de Higgs é uma partícula única, diferente de qualquer outra: é a partícula com a qual todas as outras partículas conhecidas interagem que lhes dá massa. Sem o Higgs, não haveria absolutamente nada com massa! Mas aqui está a coisa realmente maluca. Embora o Modelo Padrão não tenha previsto a massa do Higgs, descobriu-se que sua massa estava literalmente no lugar mais improvável que se poderia esperar encontrá-lo.
Como você pode ver, a massa de Higgs foi encontrada em uma pequena parte do gráfico chamada “metaestabilidade”. Deixe-me explicar o que isso significa. Muito grosso modo, um universo instável ou não perturbativo (áreas vermelhas) é mais ou menos o que parece: são universos que não podem funcionar. Já um universo estável (área verde) são universos que funcionam o tempo todo. Finalmente, existe a “metaestabilidade” (área amarela), o que significa que o universo funciona às vezes, mas nem sempre. Na área metaestável, o Higgs é temporariamente definido em um valor - o valor que faz nosso universo girar - mas um dia cairá para um valor diferente: sim, isso mesmo, um valor com uma física totalmente nova (já que o Higgs irá então interaja com todas as outras partículas de uma maneira diferente). Não estamos apenas na área amarela (um lugar onde é muito difícil para o Higgs ‘ficar’). Estamos quase na menor faixa da área amarela: o que significa que nosso Higgs ficará estável por muito tempo, mas nem sempre. Algum dia, o Higgs mudará e o nosso universo se tornará outro – um onde, num instante, nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo. nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo. nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo.
Um universo metaestável é mais confirmativo de um criador do que um universo estável?
Talvez não haja uma boa resposta. A ideia básica é que quanto mais improvável o mundo é - quanto mais descobrimos que os parâmetros do mundo *poderiam* ter sido unilaterais, mas em vez disso ocupam os valores mais improváveis numa série de fenómenos - mais razões temos para pensar que Alguma coisa duvidosa está acontecendo. Se você encontrar uma pilha de pedras em um caminho em forma de flecha, você pode razoavelmente atribuir isso ao acaso. Se você encontrasse dois conjuntos de rochas a quilômetros de distância apontando na mesma direção, ainda assim poderia fazê-lo. Se você encontrasse não apenas pedras em forma de flechas, mas também flechas esculpidas em árvores e assim por diante, provavelmente suspeitaria que algo suspeito está acontecendo. *Poderia* ser apenas um acaso, masmesmo assim, a *chance* de que seja apenas um acaso parece progressivamente menor quanto mais coincidências improváveis forem encontradas.
Isto é especialmente verdade se pensarmos, como eu, que a mecânica quântica *em si* é uma prova plausível de que vivemos numa simulação peer-to-peer. Mas é claro que esta é apenas a minha posição.
Em qualquer caso, para responder à sua sugestão positiva, "parece-me que um criador preferiria um universo estável, mas posso estar faltando alguma coisa" - há uma série de razões (reconhecidamente especulativas) pelas quais um criador poderia ter feito um universo metaestável. Uma razão pode ser deixar "migalhas" para nós de que o mundo foi criado (na linha da minha sugestão acima, de que quanto mais coincidências encontrarmos - junto com talvez a melhor explicação da mecânica quântica sendo que estamos em uma simulação - -a evidência mais probabilística que possamos ter da criação). Outra possível razão para a criação de um universo metaestável pode ser a criação de épocas diferentes. Afinal de contas, é uma parte fundamental da maioria das grandes religiões que o mundo será unidirecional (Caído/Imperfeito) por muito tempo, mas algum dia mudaremos fundamentalmente para um estado mais perfeito. Pode ser que a metaestabilidade seja uma espécie de pavio em chamas para alterar fundamentalmente a constituição e a função do universo - mas é claro, isso é pura especulação (assim como tudo isso, admito:).
Hugh Ross: Por que o universo é como é, página 146
Apocalipse descreve a nova criação que um dia substituirá o universo como um lugar sem decadência, morte ou causa de tristeza ou frustração (ver Apocalipse 21:4). Os detalhes descritivos implicam que nem gravidade nem eletromagnetismo existirão ali. A física e a dimensionalidade da nova criação serão radicalmente diferentes das leis e dimensões que governam o universo atual. Com o desaparecimento do mal para sempre, Deus substituirá o universo por um reino que inclui relacionamentos ilimitados, intimidade, amor, prazer e realização.
Existe outra maneira de colocar tudo isso. Imagine um penhasco muito íngreme quase sem bordas irregulares. Se você rolasse uma bola de golfe em direção à beira deste penhasco, onde esperaria que ela fosse parar? Resposta: um de dois lugares: em algum lugar antes da borda (ou seja, em terra antes do penhasco) ou bem no fundo. As chances de a bola parar de alguma forma em apenas uma pequena borda irregular seriam a coisa mais improvável que você poderia imaginar - mais ou menos como as muito conhecidas e famosas cabras montesas que escalam penhascos:
O valor de Higgs observado diz-nos que o nosso universo é como estas cabras. Ou, para usar outra imagem útil, considere uma xícara de café vazia. Se você deixasse cair uma gota de café do céu, onde esperaria encontrá-la? Resposta: na xícara de café ou fora dela. Você certamente não espera encontrá-lo perfeitamente equilibrado na borda da xícara de café por 13,8 bilhões de anos, sem nunca rolar para um lado ou para o outro. Mas, novamente, é assim que o nosso Higgs – o nosso universo – é.
Se você rolar bolas de golfe suficientes de uma saliência íngreme, mais cedo ou mais tarde uma delas cairá (e permanecerá) em um pequeno afloramento (como cabras montesas). Isso não seria muito chocante. Mas nosso universo é um pouco mais parecido com *cada* bola de golfe rolada de uma saliência íngreme, empoleirada na posição mais precária possível, com *nenhuma* delas no fundo de um penhasco.
Mesmo SE o nosso universo fosse um entre um número infinito de multiversos potenciais, o nosso parece ser algo como o universo menos provável de todos na pluralidade de universos possíveis.
Há 20 anos, a massa do Higgs poderia ter sido praticamente qualquer coisa, mas houve um valor que foi apontado como especial: m_H = 125-126 GeV é o limite da região de estabilidade. Não é notável que tenha esse valor especial? Como explicar isso?
Sabemos que o Senhor é sutil, mas não malicioso, mas parece-me que a mensagem que Ele agora está enviando é muito clara e nem um pouco sutil: não há nova Física além do Modelo Padrão (BSM) e o SM está se equilibrando. à beira da instabilidade. Talvez seja melhor procurar compreender esta mensagem em vez de procurar outra classe de desculpas para ignorá-la. Esta poderia ser uma série de coincidências surpreendentes. Mas, apesar de tudo, são absolutamente surpreendentes.
Este universo evidentemente acabou no mais improvável de todos os universos possíveis. Por que?
Um “exemplo” de ajuste fino (por exemplo, ajuste fino do carbono) seria notável. Mas dezenas de instâncias diferentes e independentes? É como pegar uma moeda, lançá-la um zilhão de vezes e dar “cara” todas as vezes; em seguida, pegando um dado de seis lados, lançando-o um zilhão de vezes, caindo em '1' todas as vezes; em seguida, pegando um dado de doze lados, lançando-o um zilhão de vezes, caindo em '11' *todas* vezes; e assim por diante.
Quando os físicos viram o bóson de Higgs pela primeira vez em 2012, observaram que a sua massa era muito pequena: 125 mil milhões de electrões-volts, ou 125 GeV. A medição tornou-se um excelente exemplo de uma questão que persegue os físicos de partículas e astrofísicos hoje: o problema do ajuste fino versus naturalidade. 1
Para entender o que há de suspeito no fato de a massa observável de Higgs ser tão baixa, primeiro você deve saber que ela é na verdade a soma de duas entradas: a massa pura de Higgs (que não sabemos) mais as contribuições de todas as outras partículas do Modelo Padrão, contribuições conhecidas coletivamente como “correções quânticas”.
O segundo número na equação é um enorme negativo, chegando a cerca de menos 10 ^ 18 GeV. Comparado a isso, o resultado da equação, 125 GeV, é extremamente pequeno, próximo de zero. Isso significa que o primeiro número, a massa pura de Higgs, deve ser quase o oposto, para quase anulá-lo. Para alguns físicos, esta é uma coincidência inaceitavelmente estranha.
Parâmetros observáveis que não parecem surgir naturalmente de uma teoria, mas devem ser deliberadamente manipuladospara caber, são chamados de “ajustados”.
Meu comentário: Claro, isso levanta a questão: Ajustado por quem? A deliberação é um processo de ponderação cuidadosa das opções. A deliberação enfatiza o uso da lógica e da razão. As decisões geralmente são tomadas após deliberação, o que requer inteligência.
“Em geral, o que queremos de nossas teorias – e de alguma forma, de nosso universo – é que nada pareça muito artificial.”
Meu comentário: Em outras palavras, a ciência pressupõe naturalidade, isto é, mecanismos naturais. Planejado significa criado deliberadamente, em vez de surgir natural ou espontaneamente.
criado ou organizado de uma forma que parece artificial.
Numa teoria, “quando se obtém números com tamanhos muito diferentes, pode-se adotar o ponto de vista de que se trata apenas de uma representação de como a natureza funciona e não há nenhum significado especial no tamanho dos números.
Meu comentário: Claro, pode-se fazer isso, mas com base em que? Se houver quantidades, constantes, números ou tamanhos estabelecidos que permitam a vida, e não não, e esses números possam ser diferentes e proibirem a vida, então isso deve ser uma evidência de que algo especial está acontecendo. Algo que não é natural ou foi projetado por uma mente para propósitos específicos.
A massa de Higgs requer um ajuste fino da ordem de 1 em 10 ^ 34.. Como todas as constantes de ajuste fino, isso exige uma explicação. Nem todos os físicos veem situações descritas como de ajuste fino como um problema. Para eles, não é necessário haver uma razão para que, digamos, dois parâmetros tenham valores quase iguais e opostos que resultem em cancelamento. Afinal, coincidências acontecem .
Meu comentário: É verdade, mas por que é uma inferência racional, recorrendo à coincidência, à sorte ou ao acaso, quando as probabilidades ou a probabilidade de obter esse resultado específico que permite a vida são astronomicamente pequenas?
Giuseppe Degrassi: Massa de Higgs e estabilidade de vácuo no Modelo Padrão em NNLO 30 de setembro de 2013 3
A indicação de uma massa de Higgs na faixa de 125–126 GeV é o resultado mais importante do LHC até agora. Se nenhuma nova física na escala TeV for descoberta, ela permanecerá como um dos poucos e preciosos meios para compreendermos os princípios que regem a natureza. A aparente quase criticidade dos parâmetros de Higgs pode então conter informações sobre a física no nível mais profundo. Não sabemos se esta peculiar quase-criticidade dos parâmetros de Higgs é apenas uma coincidência numérica caprichosa ou o arauto de alguma verdade oculta.
Luke A. Barnes: A Fortunate Universe 21 de setembro de 2016
O problema com Higgs
O bóson de Higgs dá massa às partículas fundamentais. A descoberta da partícula de Higgs, embora seja um imenso sucesso para a física de partículas, traz suas próprias dores de cabeça de ajuste fino. O problema não está no que foi descoberto nos aceleradores de partículas, nomeadamente no Grande Colisor de Hádrons, mas no que não foi visto! Já fomos apresentados ao Modelo Padrão da física de partículas, que descreve os blocos de construção da matéria e da radiação no Universo. A linguagem matemática na qual o Modelo Padrão é escrito atende pelo nome científico de teoria quântica de campos.
Nas décadas de 1960 e 1970, os físicos de partículas exploravam ideias que esperavam unificar as forças da física, mostrando que o eletromagnetismo e a força nuclear fraca – sobre a qual aprenderemos mais no próximo capítulo – são na verdade diferentes manifestações de uma força fundamental. . As equações, no entanto, tiveram algumas consequências indesejáveis. Uma nova partícula – sem massa, sem spin e carregada eletricamente – parecia ser necessária, mas não foi observada. Na verdade, várias das principais características da física de partículas, nomeadamente os bósons de calibre, teriam de não ter massa. Esses problemas foram resolvidos pelo que é conhecido como mecanismo de Higgs, em homenagem ao físico inglês Peter Higgs. Como sempre, a descoberta não foi feita no vácuo; vários físicos forneceram pistas e vislumbres da solução final. O próprio Higgs refere-se ao 'mecanismo ABEGHHK'tH',
Parte desta solução é a postulação de um novo campo. Os campos são centrais para a física moderna. Por definição, eles atribuem alguma quantidade física (ou conjunto de quantidades) a cada ponto no espaço e no tempo. Você pode pensar na temperatura de uma sala como um exemplo de campo escalar, um campo em que cada ponto está associado a um valor individual. Campos vetoriais mais complicados descrevem campos magnéticos e elétricos, atribuindo um valor e uma direção a cada ponto no espaço e no tempo. No entanto, fenómenos físicos mais complexos são descritos por formas mais complexas de campos. As partículas do Modelo Padrão da física de partículas obtêm massa interagindo com o campo de Higgs. Em particular, as partículas fundamentais obtêm a sua massa inercial do campo de Higgs. Pense em um elefante andando de patins: a inércia é o que torna difícil empurrar quando ele está parado, e difícil de parar quando está em movimento. Você pode pensar no campo de Higgs como um preenchimento de espaço com xarope. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos.O bóson de Higgs é cerca de 133 vezes mais pesado que um próton, com uma massa de ~125 GeV (novamente, em unidades de física de partículas), tornando-o um membro bastante massivo da família das partículas.
Sucesso por toda parte, com cientistas dançando na rua! Não tão rápido! É aqui que começa a dor de cabeça do ajuste fino. Na nossa visão da mecânica quântica do Universo, o espaço vazio não é verdadeiramente vazio, mas fervilha com flutuações quânticas, com partículas entrando e saindo da existência. Sim, parece algo inventado numa névoa de ópio, mas precisamos de incluir esta flutuação de energia em pequenas escalas para explicar com precisão as nossas observações do Universo. Portanto, quando falamos da massa de uma partícula, existem duas contribuições. Em primeiro lugar, existe a massa intrínseca ou nua. Em segundo lugar, há o zumbido constante desses parasitas quânticos. Cada partícula transporta não apenas a si mesma, mas uma nuvem de flutuações no vácuo. Quando medimos a massa de uma partícula, obtemos ambas as contribuições. Para o elétron, embora haja um número infinito de contribuições extras, quando somadas, elas fazem apenas uma pequena diferença na massa total. Mas para o Higgs as coisas não são tão simples. Se jogarmos o mesmo jogo e somarmos as contribuições do vácuo, elas não ficarão menores, e quando somarmos todas elas, a massa do bóson de Higgs que deveríamos medir seria infinita. Claramente, algo está errado. Quando confrontados com tais divergências até ao infinito, os físicos procuram um lugar onde possamos parar de adicionar todas estas contribuições. Existe um limite superior rígido, a energia de Planck. Não temos uma teoria quântica da gravidade, então extrapolar além da energia de Planck (ou equivalentemente, da massa de Planck) é inútil. Adicionar este limite reduz drasticamente a massa esperada do bóson de Higgs do infinito para cerca de 10 ^ 18 GeV! Cada vez mais perto, mas ainda muito tempo, muito longe do valor observado. Como as massas das partículas fundamentais do Modelo Padrão estão ligadas ao campo de Higgs, se a massa de Higgs fosse aproximadamente igual à massa de Planck, então todas as partículas do Modelo Padrão teriam proporções de Planck semelhantes. E, como vimos, aumentar as massas das partículas fundamentais, mesmo que por um fator de poucos, é um desastre para a vida; aumentar em 10^16 seria... bem, não olhe. Não é bonito. Portanto, suspeitamos que está faltando alguma coisa, um efeito físico que elimina a massa adicional adicionada pelas flutuações quânticas, e faz isso com muita precisão. Eliminar um fator de 2 não vai salvar o dia, pois a massa prevista de Higgs ainda seria imensamente maior do que a medida. Um fator de cem ou mil não ajuda. Nem um bilhão, nem um trilhão. Não,
https://3lib.net/book/3335826/1b6fa8
Sabine Hossenfelder: Desculpe, fãs de 'Flash' - ainda não há evidências de um multiverso 25 de outubro de 2016, Os
físicos teóricos não estão satisfeitos com as melhores leis da natureza que possuem atualmente: o modelo padrão da física de partículas mais a relatividade geral. Eles querem fazer melhor. O modelo padrão contém muitos parâmetros para os quais não existe uma explicação mais profunda , e os cientistas esperam que exista uma teoria subjacente – mais fundamental – a partir da qual os parâmetros possam ser calculados.
Um parâmetro que irrita particularmente os físicos teóricos é a massa do recentemente descoberto bóson de Higgs. Acontece que é cerca de 125 GeV. Esse valor é um pouco mais de 100 vezes a massa de um próton e, por si só, parece bastante normal. Mas o bóson de Higgs é uma partícula especial porque é o único escalar (fundamental) conhecido, o que significa que tem spin zero. Como consequência disto, a massa do bóson de Higgs adquire termos de correção a partir de flutuações quânticas, e esses termos de correção são muito grandes – maiores do que o valor observado em quase 15 ordens de grandeza. A descoberta do Bóson de Higgs no canal di-fóton (γγ) no CMS.
Estas grandes correções quânticas à massa do bóson de Higgs podem ser removidas subtraindo-se um novo termo que é quase (mas não exatamente) igualmente grande, de modo que a diferença deixa para trás a massa observada, comparativamente pequena. Isto é possível porque a massa observada é um parâmetro que deve ser determinado experimentalmente de qualquer maneira. No entanto, um cancelamento tão delicado requer ajuste fino: você precisa de duas constantes que sejam iguais nos primeiros 15 dígitos e depois difiram no 16º. Se você escolhesse dois números aleatórios, isso seria extremamente improvável. Parece selecionado a dedo e, portanto, precisa de explicação.
Por esta razão, os físicos dizem que a pequena massa do bóson de Higgs “não é natural”.
A massa de Higgs é o único parâmetro do modelo padrão que não é natural. Os físicos entenderam isso muito antes de o próprio Higgs ser descoberto e, por essa razão, muitos deles acreditavam que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) também encontraria evidências de uma nova física além do Higgs. A nova física, pensavam eles, era necessária para explicar a pequenez da massa de Higgs e, assim, torná-la natural. As partículas do Modelo Padrão e suas contrapartes supersimétricas. Exatamente 50% dessas partículas foram descobertas e 50% nunca mostraram vestígios de sua existência.
A hipótese mais bem estudada para tornar natural a massa de Higgs é a supersimetria. Nas teorias supersimétricas, cada partícula conhecida vem com uma partícula parceira. Uma consequência desta duplicação é que as problemáticas contribuições quânticas para a massa de Higgs são canceladas. A nova simetria impõe um cancelamento, uma vez que agora deve haver contribuições igualmente grandes para estas correções quânticas com qualquer sinal: uma das partículas normais e outra das supersimétricas.
Pelo menos, seria assim se a supersimetria fosse uma simetria exata da natureza. Já sabemos, no entanto, que este não pode ser o caso, porque então já deveríamos ter visto superparceiros das partículas do modelo padrão há muito tempo. Portanto, concluíram os físicos teóricos, a supersimetria deve ser quebrada e só é restaurada acima de alguma escala de energia, a “escala de quebra SUSY”. A escala de quebra SUSY deveria estar na faixa do LHC, porque isso tornaria a massa de Higgs natural. Se a escala de ruptura do SUSY fosse muito maior do que isso, a necessidade de cancelar delicadamente as contribuições quânticas por meio do ajuste fino voltaria. A maneira como as coisas aconteceram, no entanto,o LHC encontrou o Higgs, mas nenhuma evidência de algo novo além disso. Sem supersimetria, sem dimensões extras, sem buracos negros, sem quarta geração, nada. Isso significa que a massa de Higgs simplesmente fica ali, ousadamente antinatural. Como os físicos teóricos não encontraram uma explicação para a pequenez da massa de Higgs, tentam agora aceitar que simplesmente pode não haver explicação.
https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/10/25/no-the-lhc-hasnt-shown-that-we-live-in-a-multiverse/?sh=730014c441aa
Meu comentário: Desde os físicos teóricos não conseguem explicar a massa do Higgs, qualquer parâmetro pode assumir qualquer valor possível, e pode haver um gerador de multiverso, e o nosso é aquele que foi gerado por acaso tendo os parâmetros corretos, permitindo a partícula de Higgs.
Max Tegmark et al.: Constantes adimensionais, cosmologia e outras matérias escuras 2006
A origem dos números adimensionais
Então, por que observamos que esses 31 parâmetros têm os valores específicos listados na Tabela I? O interesse nesta questão cresceu com a percepção gradual de que alguns destes parâmetros parecem ajustados para a vida, no sentido de que pequenas mudanças relativas nos seus valores resultariam em mudanças qualitativas dramáticas que poderiam excluir a vida inteligente e, portanto, a própria possibilidade de observação reflexiva. Existem quatro respostas comuns a esta constatação:
(1) Sorte – Qualquer ajuste fino aparente é um acaso e é melhor ignorá-lo
(2) Multiverso — Esses parâmetros variam em um conjunto de universos fisicamente realizados e (para todos os efeitos práticos) paralelos, e nos encontramos em um onde a vida é possível.
(3) Design – Nosso universo é de alguma forma criado ou simulado com parâmetros escolhidos para permitir a vida.
(4) Fecundidade – Não há ajuste fino porque alguma forma de vida inteligente surgirá em circunstâncias extremamente variadas.
As opções 1, 2 e 4 tendem a ser preferidas pelos físicos, com os recentes desenvolvimentos na inflação e na teoria das altas energias dando nova popularidade à opção 2. O
meu comentário: Esta é uma confissão interessante. Apontar para a opção 2, um multiverso, baseia-se simplesmente na preferência pessoal , mas não em evidências.
https://sci-hub.ren/10.1103/physrevd.73.023505
Um multiverso é um argumento interessante, mas é logicamente inconsistente. Baseia-se numa expectativa sobre o que entendemos por “número aleatório” ou sua distribuição de probabilidade, respectivamente. Existem infinitas distribuições desse tipo. A exigência de que os números do modelo padrão obedecessem a uma determinada distribuição é apenas uma hipótese que se revelou incompatível com a observação. Na verdade, isso é tudo o que podemos concluir a partir dos dados: os físicos tinham uma hipótese para o que é “natural”. Acabou que estava errado.
Meu comentário: a ciência entende como o Higgs obtém sua massa, mas não por quê. Bem, eu com certeza sei por quê. Deus fez isso para permitir um universo cheio de atmosfera, moléculas, células e vida.
1.https://www.symmetrymagazine.org/article/fine-tuning-versus-naturalness
2. https://philosopherscocoon.typepad.com/blog/2015/05/vacuum-stability-and-fine-tuning.html
3. https://arxiv.org/abs/1205.6497
https://elohim.catsboard.com/t374-ajuste-fino-da-massa-de-higgs-isso-vai-te-surpreender
Leonard Susskind A paisagem cósmica: teoria das cordas e a ilusão do design inteligente 2006 , página 99
Se fosse tão fácil “ligar” o campo de Higgs como é ligar o campo magnético, poderíamos alterar a massa do eletrão à vontade. Aumentar a massa faria com que os elétrons atômicos fossem puxados para mais perto do núcleo e mudaria drasticamente a química. As massas dos quarks que compõem o próton e o nêutron aumentariam e modificariam as propriedades dos núcleos, em algum momento destruindo-os completamente. Ainda mais perturbador, mudar o campo de Higgs na outra direção eliminaria completamente a massa do elétron. O elétron se tornaria tão leve que não poderia ser contido dentro do átomo. Novamente, isso não é algo que gostaríamos de fazer onde moramos. As mudanças teriam efeitos desastrosos e tornariam o mundo inabitável. Mudanças mais significativas nas Leis da Física seriam fatais
https://3lib.net/book/2472017/1d5be1
A Força de Higgs: Uma força cujo papel é dramático: permite que todas as partículas elementares descritas na tabela acima obtenham massa.
Um Criador é uma possibilidade epistêmica séria. Se o nosso mundo é uma enorme simulação computacional em rede peer-to-peer, provavelmente terá que ser feita. A rede ponto a ponto - especialmente a rede neste nível massivo - é incrivelmente complexa e requer uma quantidade incrível de poder de processamento. Quanto mais alguém entende de física e cosmologia, mais milagroso todo este mundo parece ser. O exemplo a seguir de ajuste fino vai te surpreender. Você pode (ou não) ter ouvido falar do Modelo Padrão da física de partículas. Embora o Modelo Padrão seja amplamente considerado incompleto, é um modelo extremamente bem verificado. Ele faz previsões extremamente precisas sobre o que deveríamos observar nos colisores de partículas, e cada uma das partículas que ele prevê foi observada. De fato,2
O Bóson de Higgs é uma partícula única, diferente de qualquer outra: é a partícula com a qual todas as outras partículas conhecidas interagem que lhes dá massa. Sem o Higgs, não haveria absolutamente nada com massa! Mas aqui está a coisa realmente maluca. Embora o Modelo Padrão não tenha previsto a massa do Higgs, descobriu-se que sua massa estava literalmente no lugar mais improvável que se poderia esperar encontrá-lo.
Como você pode ver, a massa de Higgs foi encontrada em uma pequena parte do gráfico chamada “metaestabilidade”. Deixe-me explicar o que isso significa. Muito grosso modo, um universo instável ou não perturbativo (áreas vermelhas) é mais ou menos o que parece: são universos que não podem funcionar. Já um universo estável (área verde) são universos que funcionam o tempo todo. Finalmente, existe a “metaestabilidade” (área amarela), o que significa que o universo funciona às vezes, mas nem sempre. Na área metaestável, o Higgs é temporariamente definido em um valor - o valor que faz nosso universo girar - mas um dia cairá para um valor diferente: sim, isso mesmo, um valor com uma física totalmente nova (já que o Higgs irá então interaja com todas as outras partículas de uma maneira diferente). Não estamos apenas na área amarela (um lugar onde é muito difícil para o Higgs ‘ficar’). Estamos quase na menor faixa da área amarela: o que significa que nosso Higgs ficará estável por muito tempo, mas nem sempre. Algum dia, o Higgs mudará e o nosso universo se tornará outro – um onde, num instante, nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo. nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo. nenhum de nós, nenhum dos nossos planetas, estrelas, etc. existe. Aquele em que toda a física muda. Tudo em um instante. Foi aqui que descobrimos que estava o bóson de Higgs. Nós o encontramos no menor e mais improvável pedaço da área mais improvável de encontrá-lo.
Um universo metaestável é mais confirmativo de um criador do que um universo estável?
Talvez não haja uma boa resposta. A ideia básica é que quanto mais improvável o mundo é - quanto mais descobrimos que os parâmetros do mundo *poderiam* ter sido unilaterais, mas em vez disso ocupam os valores mais improváveis numa série de fenómenos - mais razões temos para pensar que Alguma coisa duvidosa está acontecendo. Se você encontrar uma pilha de pedras em um caminho em forma de flecha, você pode razoavelmente atribuir isso ao acaso. Se você encontrasse dois conjuntos de rochas a quilômetros de distância apontando na mesma direção, ainda assim poderia fazê-lo. Se você encontrasse não apenas pedras em forma de flechas, mas também flechas esculpidas em árvores e assim por diante, provavelmente suspeitaria que algo suspeito está acontecendo. *Poderia* ser apenas um acaso, masmesmo assim, a *chance* de que seja apenas um acaso parece progressivamente menor quanto mais coincidências improváveis forem encontradas.
Isto é especialmente verdade se pensarmos, como eu, que a mecânica quântica *em si* é uma prova plausível de que vivemos numa simulação peer-to-peer. Mas é claro que esta é apenas a minha posição.
Em qualquer caso, para responder à sua sugestão positiva, "parece-me que um criador preferiria um universo estável, mas posso estar faltando alguma coisa" - há uma série de razões (reconhecidamente especulativas) pelas quais um criador poderia ter feito um universo metaestável. Uma razão pode ser deixar "migalhas" para nós de que o mundo foi criado (na linha da minha sugestão acima, de que quanto mais coincidências encontrarmos - junto com talvez a melhor explicação da mecânica quântica sendo que estamos em uma simulação - -a evidência mais probabilística que possamos ter da criação). Outra possível razão para a criação de um universo metaestável pode ser a criação de épocas diferentes. Afinal de contas, é uma parte fundamental da maioria das grandes religiões que o mundo será unidirecional (Caído/Imperfeito) por muito tempo, mas algum dia mudaremos fundamentalmente para um estado mais perfeito. Pode ser que a metaestabilidade seja uma espécie de pavio em chamas para alterar fundamentalmente a constituição e a função do universo - mas é claro, isso é pura especulação (assim como tudo isso, admito:).
Hugh Ross: Por que o universo é como é, página 146
Apocalipse descreve a nova criação que um dia substituirá o universo como um lugar sem decadência, morte ou causa de tristeza ou frustração (ver Apocalipse 21:4). Os detalhes descritivos implicam que nem gravidade nem eletromagnetismo existirão ali. A física e a dimensionalidade da nova criação serão radicalmente diferentes das leis e dimensões que governam o universo atual. Com o desaparecimento do mal para sempre, Deus substituirá o universo por um reino que inclui relacionamentos ilimitados, intimidade, amor, prazer e realização.
Existe outra maneira de colocar tudo isso. Imagine um penhasco muito íngreme quase sem bordas irregulares. Se você rolasse uma bola de golfe em direção à beira deste penhasco, onde esperaria que ela fosse parar? Resposta: um de dois lugares: em algum lugar antes da borda (ou seja, em terra antes do penhasco) ou bem no fundo. As chances de a bola parar de alguma forma em apenas uma pequena borda irregular seriam a coisa mais improvável que você poderia imaginar - mais ou menos como as muito conhecidas e famosas cabras montesas que escalam penhascos:
O valor de Higgs observado diz-nos que o nosso universo é como estas cabras. Ou, para usar outra imagem útil, considere uma xícara de café vazia. Se você deixasse cair uma gota de café do céu, onde esperaria encontrá-la? Resposta: na xícara de café ou fora dela. Você certamente não espera encontrá-lo perfeitamente equilibrado na borda da xícara de café por 13,8 bilhões de anos, sem nunca rolar para um lado ou para o outro. Mas, novamente, é assim que o nosso Higgs – o nosso universo – é.
Se você rolar bolas de golfe suficientes de uma saliência íngreme, mais cedo ou mais tarde uma delas cairá (e permanecerá) em um pequeno afloramento (como cabras montesas). Isso não seria muito chocante. Mas nosso universo é um pouco mais parecido com *cada* bola de golfe rolada de uma saliência íngreme, empoleirada na posição mais precária possível, com *nenhuma* delas no fundo de um penhasco.
Mesmo SE o nosso universo fosse um entre um número infinito de multiversos potenciais, o nosso parece ser algo como o universo menos provável de todos na pluralidade de universos possíveis.
Há 20 anos, a massa do Higgs poderia ter sido praticamente qualquer coisa, mas houve um valor que foi apontado como especial: m_H = 125-126 GeV é o limite da região de estabilidade. Não é notável que tenha esse valor especial? Como explicar isso?
Sabemos que o Senhor é sutil, mas não malicioso, mas parece-me que a mensagem que Ele agora está enviando é muito clara e nem um pouco sutil: não há nova Física além do Modelo Padrão (BSM) e o SM está se equilibrando. à beira da instabilidade. Talvez seja melhor procurar compreender esta mensagem em vez de procurar outra classe de desculpas para ignorá-la. Esta poderia ser uma série de coincidências surpreendentes. Mas, apesar de tudo, são absolutamente surpreendentes.
Este universo evidentemente acabou no mais improvável de todos os universos possíveis. Por que?
Um “exemplo” de ajuste fino (por exemplo, ajuste fino do carbono) seria notável. Mas dezenas de instâncias diferentes e independentes? É como pegar uma moeda, lançá-la um zilhão de vezes e dar “cara” todas as vezes; em seguida, pegando um dado de seis lados, lançando-o um zilhão de vezes, caindo em '1' todas as vezes; em seguida, pegando um dado de doze lados, lançando-o um zilhão de vezes, caindo em '11' *todas* vezes; e assim por diante.
Quando os físicos viram o bóson de Higgs pela primeira vez em 2012, observaram que a sua massa era muito pequena: 125 mil milhões de electrões-volts, ou 125 GeV. A medição tornou-se um excelente exemplo de uma questão que persegue os físicos de partículas e astrofísicos hoje: o problema do ajuste fino versus naturalidade. 1
Para entender o que há de suspeito no fato de a massa observável de Higgs ser tão baixa, primeiro você deve saber que ela é na verdade a soma de duas entradas: a massa pura de Higgs (que não sabemos) mais as contribuições de todas as outras partículas do Modelo Padrão, contribuições conhecidas coletivamente como “correções quânticas”.
O segundo número na equação é um enorme negativo, chegando a cerca de menos 10 ^ 18 GeV. Comparado a isso, o resultado da equação, 125 GeV, é extremamente pequeno, próximo de zero. Isso significa que o primeiro número, a massa pura de Higgs, deve ser quase o oposto, para quase anulá-lo. Para alguns físicos, esta é uma coincidência inaceitavelmente estranha.
Parâmetros observáveis que não parecem surgir naturalmente de uma teoria, mas devem ser deliberadamente manipuladospara caber, são chamados de “ajustados”.
Meu comentário: Claro, isso levanta a questão: Ajustado por quem? A deliberação é um processo de ponderação cuidadosa das opções. A deliberação enfatiza o uso da lógica e da razão. As decisões geralmente são tomadas após deliberação, o que requer inteligência.
“Em geral, o que queremos de nossas teorias – e de alguma forma, de nosso universo – é que nada pareça muito artificial.”
Meu comentário: Em outras palavras, a ciência pressupõe naturalidade, isto é, mecanismos naturais. Planejado significa criado deliberadamente, em vez de surgir natural ou espontaneamente.
criado ou organizado de uma forma que parece artificial.
Numa teoria, “quando se obtém números com tamanhos muito diferentes, pode-se adotar o ponto de vista de que se trata apenas de uma representação de como a natureza funciona e não há nenhum significado especial no tamanho dos números.
Meu comentário: Claro, pode-se fazer isso, mas com base em que? Se houver quantidades, constantes, números ou tamanhos estabelecidos que permitam a vida, e não não, e esses números possam ser diferentes e proibirem a vida, então isso deve ser uma evidência de que algo especial está acontecendo. Algo que não é natural ou foi projetado por uma mente para propósitos específicos.
A massa de Higgs requer um ajuste fino da ordem de 1 em 10 ^ 34.. Como todas as constantes de ajuste fino, isso exige uma explicação. Nem todos os físicos veem situações descritas como de ajuste fino como um problema. Para eles, não é necessário haver uma razão para que, digamos, dois parâmetros tenham valores quase iguais e opostos que resultem em cancelamento. Afinal, coincidências acontecem .
Meu comentário: É verdade, mas por que é uma inferência racional, recorrendo à coincidência, à sorte ou ao acaso, quando as probabilidades ou a probabilidade de obter esse resultado específico que permite a vida são astronomicamente pequenas?
Giuseppe Degrassi: Massa de Higgs e estabilidade de vácuo no Modelo Padrão em NNLO 30 de setembro de 2013 3
A indicação de uma massa de Higgs na faixa de 125–126 GeV é o resultado mais importante do LHC até agora. Se nenhuma nova física na escala TeV for descoberta, ela permanecerá como um dos poucos e preciosos meios para compreendermos os princípios que regem a natureza. A aparente quase criticidade dos parâmetros de Higgs pode então conter informações sobre a física no nível mais profundo. Não sabemos se esta peculiar quase-criticidade dos parâmetros de Higgs é apenas uma coincidência numérica caprichosa ou o arauto de alguma verdade oculta.
Luke A. Barnes: A Fortunate Universe 21 de setembro de 2016
O problema com Higgs
O bóson de Higgs dá massa às partículas fundamentais. A descoberta da partícula de Higgs, embora seja um imenso sucesso para a física de partículas, traz suas próprias dores de cabeça de ajuste fino. O problema não está no que foi descoberto nos aceleradores de partículas, nomeadamente no Grande Colisor de Hádrons, mas no que não foi visto! Já fomos apresentados ao Modelo Padrão da física de partículas, que descreve os blocos de construção da matéria e da radiação no Universo. A linguagem matemática na qual o Modelo Padrão é escrito atende pelo nome científico de teoria quântica de campos.
Nas décadas de 1960 e 1970, os físicos de partículas exploravam ideias que esperavam unificar as forças da física, mostrando que o eletromagnetismo e a força nuclear fraca – sobre a qual aprenderemos mais no próximo capítulo – são na verdade diferentes manifestações de uma força fundamental. . As equações, no entanto, tiveram algumas consequências indesejáveis. Uma nova partícula – sem massa, sem spin e carregada eletricamente – parecia ser necessária, mas não foi observada. Na verdade, várias das principais características da física de partículas, nomeadamente os bósons de calibre, teriam de não ter massa. Esses problemas foram resolvidos pelo que é conhecido como mecanismo de Higgs, em homenagem ao físico inglês Peter Higgs. Como sempre, a descoberta não foi feita no vácuo; vários físicos forneceram pistas e vislumbres da solução final. O próprio Higgs refere-se ao 'mecanismo ABEGHHK'tH',
Parte desta solução é a postulação de um novo campo. Os campos são centrais para a física moderna. Por definição, eles atribuem alguma quantidade física (ou conjunto de quantidades) a cada ponto no espaço e no tempo. Você pode pensar na temperatura de uma sala como um exemplo de campo escalar, um campo em que cada ponto está associado a um valor individual. Campos vetoriais mais complicados descrevem campos magnéticos e elétricos, atribuindo um valor e uma direção a cada ponto no espaço e no tempo. No entanto, fenómenos físicos mais complexos são descritos por formas mais complexas de campos. As partículas do Modelo Padrão da física de partículas obtêm massa interagindo com o campo de Higgs. Em particular, as partículas fundamentais obtêm a sua massa inercial do campo de Higgs. Pense em um elefante andando de patins: a inércia é o que torna difícil empurrar quando ele está parado, e difícil de parar quando está em movimento. Você pode pensar no campo de Higgs como um preenchimento de espaço com xarope. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. As partículas que interagem com o campo são desaceleradas, comportando-se como se tivessem massa. Observe que o mecanismo de Higgs dá massa apenas às partículas fundamentais. Em partículas compostas, como prótons e nêutrons, as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos. as massas individuais dos quarks constituem apenas uma pequena fração da massa. O restante está na forma de energia que une os quarks. Assim, o campo de Higgs é responsável pela massa das partículas fundamentais. Além disso, o próprio campo pode vibrar e estas ondas comportam-se como partículas. A partícula em questão é o bóson de Higgs, cuja descoberta foi uma das principais conquistas científicas dos últimos anos.O bóson de Higgs é cerca de 133 vezes mais pesado que um próton, com uma massa de ~125 GeV (novamente, em unidades de física de partículas), tornando-o um membro bastante massivo da família das partículas.
Sucesso por toda parte, com cientistas dançando na rua! Não tão rápido! É aqui que começa a dor de cabeça do ajuste fino. Na nossa visão da mecânica quântica do Universo, o espaço vazio não é verdadeiramente vazio, mas fervilha com flutuações quânticas, com partículas entrando e saindo da existência. Sim, parece algo inventado numa névoa de ópio, mas precisamos de incluir esta flutuação de energia em pequenas escalas para explicar com precisão as nossas observações do Universo. Portanto, quando falamos da massa de uma partícula, existem duas contribuições. Em primeiro lugar, existe a massa intrínseca ou nua. Em segundo lugar, há o zumbido constante desses parasitas quânticos. Cada partícula transporta não apenas a si mesma, mas uma nuvem de flutuações no vácuo. Quando medimos a massa de uma partícula, obtemos ambas as contribuições. Para o elétron, embora haja um número infinito de contribuições extras, quando somadas, elas fazem apenas uma pequena diferença na massa total. Mas para o Higgs as coisas não são tão simples. Se jogarmos o mesmo jogo e somarmos as contribuições do vácuo, elas não ficarão menores, e quando somarmos todas elas, a massa do bóson de Higgs que deveríamos medir seria infinita. Claramente, algo está errado. Quando confrontados com tais divergências até ao infinito, os físicos procuram um lugar onde possamos parar de adicionar todas estas contribuições. Existe um limite superior rígido, a energia de Planck. Não temos uma teoria quântica da gravidade, então extrapolar além da energia de Planck (ou equivalentemente, da massa de Planck) é inútil. Adicionar este limite reduz drasticamente a massa esperada do bóson de Higgs do infinito para cerca de 10 ^ 18 GeV! Cada vez mais perto, mas ainda muito tempo, muito longe do valor observado. Como as massas das partículas fundamentais do Modelo Padrão estão ligadas ao campo de Higgs, se a massa de Higgs fosse aproximadamente igual à massa de Planck, então todas as partículas do Modelo Padrão teriam proporções de Planck semelhantes. E, como vimos, aumentar as massas das partículas fundamentais, mesmo que por um fator de poucos, é um desastre para a vida; aumentar em 10^16 seria... bem, não olhe. Não é bonito. Portanto, suspeitamos que está faltando alguma coisa, um efeito físico que elimina a massa adicional adicionada pelas flutuações quânticas, e faz isso com muita precisão. Eliminar um fator de 2 não vai salvar o dia, pois a massa prevista de Higgs ainda seria imensamente maior do que a medida. Um fator de cem ou mil não ajuda. Nem um bilhão, nem um trilhão. Não,
https://3lib.net/book/3335826/1b6fa8
Sabine Hossenfelder: Desculpe, fãs de 'Flash' - ainda não há evidências de um multiverso 25 de outubro de 2016, Os
físicos teóricos não estão satisfeitos com as melhores leis da natureza que possuem atualmente: o modelo padrão da física de partículas mais a relatividade geral. Eles querem fazer melhor. O modelo padrão contém muitos parâmetros para os quais não existe uma explicação mais profunda , e os cientistas esperam que exista uma teoria subjacente – mais fundamental – a partir da qual os parâmetros possam ser calculados.
Um parâmetro que irrita particularmente os físicos teóricos é a massa do recentemente descoberto bóson de Higgs. Acontece que é cerca de 125 GeV. Esse valor é um pouco mais de 100 vezes a massa de um próton e, por si só, parece bastante normal. Mas o bóson de Higgs é uma partícula especial porque é o único escalar (fundamental) conhecido, o que significa que tem spin zero. Como consequência disto, a massa do bóson de Higgs adquire termos de correção a partir de flutuações quânticas, e esses termos de correção são muito grandes – maiores do que o valor observado em quase 15 ordens de grandeza. A descoberta do Bóson de Higgs no canal di-fóton (γγ) no CMS.
Estas grandes correções quânticas à massa do bóson de Higgs podem ser removidas subtraindo-se um novo termo que é quase (mas não exatamente) igualmente grande, de modo que a diferença deixa para trás a massa observada, comparativamente pequena. Isto é possível porque a massa observada é um parâmetro que deve ser determinado experimentalmente de qualquer maneira. No entanto, um cancelamento tão delicado requer ajuste fino: você precisa de duas constantes que sejam iguais nos primeiros 15 dígitos e depois difiram no 16º. Se você escolhesse dois números aleatórios, isso seria extremamente improvável. Parece selecionado a dedo e, portanto, precisa de explicação.
Por esta razão, os físicos dizem que a pequena massa do bóson de Higgs “não é natural”.
A massa de Higgs é o único parâmetro do modelo padrão que não é natural. Os físicos entenderam isso muito antes de o próprio Higgs ser descoberto e, por essa razão, muitos deles acreditavam que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) também encontraria evidências de uma nova física além do Higgs. A nova física, pensavam eles, era necessária para explicar a pequenez da massa de Higgs e, assim, torná-la natural. As partículas do Modelo Padrão e suas contrapartes supersimétricas. Exatamente 50% dessas partículas foram descobertas e 50% nunca mostraram vestígios de sua existência.
A hipótese mais bem estudada para tornar natural a massa de Higgs é a supersimetria. Nas teorias supersimétricas, cada partícula conhecida vem com uma partícula parceira. Uma consequência desta duplicação é que as problemáticas contribuições quânticas para a massa de Higgs são canceladas. A nova simetria impõe um cancelamento, uma vez que agora deve haver contribuições igualmente grandes para estas correções quânticas com qualquer sinal: uma das partículas normais e outra das supersimétricas.
Pelo menos, seria assim se a supersimetria fosse uma simetria exata da natureza. Já sabemos, no entanto, que este não pode ser o caso, porque então já deveríamos ter visto superparceiros das partículas do modelo padrão há muito tempo. Portanto, concluíram os físicos teóricos, a supersimetria deve ser quebrada e só é restaurada acima de alguma escala de energia, a “escala de quebra SUSY”. A escala de quebra SUSY deveria estar na faixa do LHC, porque isso tornaria a massa de Higgs natural. Se a escala de ruptura do SUSY fosse muito maior do que isso, a necessidade de cancelar delicadamente as contribuições quânticas por meio do ajuste fino voltaria. A maneira como as coisas aconteceram, no entanto,o LHC encontrou o Higgs, mas nenhuma evidência de algo novo além disso. Sem supersimetria, sem dimensões extras, sem buracos negros, sem quarta geração, nada. Isso significa que a massa de Higgs simplesmente fica ali, ousadamente antinatural. Como os físicos teóricos não encontraram uma explicação para a pequenez da massa de Higgs, tentam agora aceitar que simplesmente pode não haver explicação.
https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2016/10/25/no-the-lhc-hasnt-shown-that-we-live-in-a-multiverse/?sh=730014c441aa
Meu comentário: Desde os físicos teóricos não conseguem explicar a massa do Higgs, qualquer parâmetro pode assumir qualquer valor possível, e pode haver um gerador de multiverso, e o nosso é aquele que foi gerado por acaso tendo os parâmetros corretos, permitindo a partícula de Higgs.
Max Tegmark et al.: Constantes adimensionais, cosmologia e outras matérias escuras 2006
A origem dos números adimensionais
Então, por que observamos que esses 31 parâmetros têm os valores específicos listados na Tabela I? O interesse nesta questão cresceu com a percepção gradual de que alguns destes parâmetros parecem ajustados para a vida, no sentido de que pequenas mudanças relativas nos seus valores resultariam em mudanças qualitativas dramáticas que poderiam excluir a vida inteligente e, portanto, a própria possibilidade de observação reflexiva. Existem quatro respostas comuns a esta constatação:
(1) Sorte – Qualquer ajuste fino aparente é um acaso e é melhor ignorá-lo
(2) Multiverso — Esses parâmetros variam em um conjunto de universos fisicamente realizados e (para todos os efeitos práticos) paralelos, e nos encontramos em um onde a vida é possível.
(3) Design – Nosso universo é de alguma forma criado ou simulado com parâmetros escolhidos para permitir a vida.
(4) Fecundidade – Não há ajuste fino porque alguma forma de vida inteligente surgirá em circunstâncias extremamente variadas.
As opções 1, 2 e 4 tendem a ser preferidas pelos físicos, com os recentes desenvolvimentos na inflação e na teoria das altas energias dando nova popularidade à opção 2. O
meu comentário: Esta é uma confissão interessante. Apontar para a opção 2, um multiverso, baseia-se simplesmente na preferência pessoal , mas não em evidências.
https://sci-hub.ren/10.1103/physrevd.73.023505
Um multiverso é um argumento interessante, mas é logicamente inconsistente. Baseia-se numa expectativa sobre o que entendemos por “número aleatório” ou sua distribuição de probabilidade, respectivamente. Existem infinitas distribuições desse tipo. A exigência de que os números do modelo padrão obedecessem a uma determinada distribuição é apenas uma hipótese que se revelou incompatível com a observação. Na verdade, isso é tudo o que podemos concluir a partir dos dados: os físicos tinham uma hipótese para o que é “natural”. Acabou que estava errado.
Meu comentário: a ciência entende como o Higgs obtém sua massa, mas não por quê. Bem, eu com certeza sei por quê. Deus fez isso para permitir um universo cheio de atmosfera, moléculas, células e vida.
1.https://www.symmetrymagazine.org/article/fine-tuning-versus-naturalness
2. https://philosopherscocoon.typepad.com/blog/2015/05/vacuum-stability-and-fine-tuning.html
3. https://arxiv.org/abs/1205.6497
