A versão original de esta história apareceu em Revista Quanta.
A decadência do vácuo, um processo que poderia acabar com o universo como o conhecemos, pode acontecer 10.000 vezes mais cedo do que o esperado. Felizmente, ainda não vai acontecer por um tempo muito, muito longo.
Quando os físicos falam de “o vácuo,” o termo soa como se se referisse ao espaço vazio, e em certo sentido se refere. Mais especificamente, ele se refere a um conjunto de padrões, como configurações em um painel de controle. Quando os campos quânticos que permeiam o espaço ficam nesses valores padrões, você considera o espaço vazio. Pequenos ajustes nas configurações criam partículas — aumente um pouco o campo eletromagnético e você obtém um fóton. Grandes ajustes, por outro lado, são melhor pensados como novos padrões completamente. Eles criam uma definição diferente de espaço vazio, com características diferentes.
Um campo quântico é especial porque seu valor padrão pode mudar. Chamado de campo de Higgs, ele controla a massa de muitas partículas fundamentais, como elétrons e quarks. Diferentemente de todos os outros campos quânticos que os físicos descobriram, o campo de Higgs tem um valor padrão acima de zero. Aumentar ou diminuir o valor do campo de Higgs aumentaria ou diminuiria a massa de elétrons e outras partículas. Se a configuração do campo de Higgs fosse zero, essas partículas não teriam massa.
Poderíamos permanecer no padrão diferente de zero pela eternidade, se não fosse pela mecânica quântica. Um campo quântico pode “túnel”, saltando para um novo valor de menor energia, mesmo que não tenha energia suficiente para passar pelas configurações intermediárias de maior energia, um efeito semelhante ao de abrir um túnel através de uma parede sólida.
Para que isso aconteça, você precisa ter um estado de energia mais baixa para o qual fazer o túnel. E antes de construir o Large Hadron Collider, os físicos pensavam que o estado atual do campo de Higgs poderia ser o mais baixo. Essa crença agora mudou.
A curva que representa a energia necessária para diferentes configurações do campo de Higgs sempre foi conhecida por se assemelhar a um sombrero com aba virada para cima. A configuração atual do campo de Higgs pode ser imaginada como uma bola descansando na parte inferior da aba.
Ilustração: Crédito: Mark Belan para Revista Quanta
