Parte I
O processo de unificação das
quatro forças da natureza desde a síntese eletrofraca encontra-se
bloqueado. Para superar tal situação, propõe-se aqui
a reformulação interpretativa geral do quadro destas forças:
elas passam de quatro para seis pela simples incorporação
da hipotética força de Higgs e da antiga força forte
(força de Yukawa). Três serão consideradas simples
e três compostas e os seis respectivos conjuntos de bosons mediadores,
junto com o vácuo e a classe dos fermions, formam o octeto fundamental
dos entes físicos. Esta reformulação deixa evidente
a razão do fracasso da atual estratégia teórica, que
deve ser doravante substituída por uma nova que tenha por objetivo
preciso, não a unificação, mas a especificação
da rede de interdeterminações das forças. Mostra-se
também como a partir daí podem ser feitas inferências
altamente prováveis acerca de um bom número de problemas
cruciais da física atual.
a) A Física
está essencialmente determinada por seu desiderato [1] de reduzir
toda a diversidade fenomênica do mundo a apenas três grandezas
fundamentais - tempo (T), espaço (L) e matéria
(M). Isto foi histórica
e explicitamente posto pela mecânica newtoniana, que o fez, porém,
tomando estas grandezas, cada uma a seu modo, como três absolutos:
tempo absoluto, espaço absoluto e matéria absoluta.
b) A própria idéia
de múltiplos absolutos [2] constitui um
evidente oximoro, uma contradição em termos, razão
porque, a partir de então, a história da física confunde-se
com a procura de caminhos que possibilitem a preservação/"desabsolutização"
daquelas três grandezas, que se realiza através da explícita
determinação do seu mútuo condicionamento.
Isto vai se consubstanciar na formulação de "mecânicas
alternativas" à newtoniana e, concomitantemente, pela estipulação
de constantes que as caracterizam - primariamente, como valores de comprometimento
mútuo das grandezas fundamentais e, então, por conseqüência,
como constantes universais.
c) Sendo em número
de três as grandezas fundamentais, três serão, tomados
dois a dois, os seus comprometimentos possíveis:
T com L, já
desvelado pela relatividade restrita como uma velocidade máxima
c do translado de massas, energias e seus afeitos;
M com T, já
desvelado pela mecânica quântica como um spin mínimo
h/4 c2
[3].
Estes dois primeiros comprometimentos,
articulados entre si, vieram constituir a eletrodinâmica quântica
(QED), a mais bem sucedida das teorias até hoje produzidas com respeito
à proximidade entre o calculado e medido.
L com M, um
comprometimento esperado, mas não consumado pela relatividade
geral [4].
Este comprometimento pode bem ser representado
por uma nova constante genericamente denominada
cliname, cuja dimensão
é dada por ML-1
[5].
Com isto, o conjunto de grandezas
fundamentais passa necessariamente de três para seis, pois,
o que perdem em autonomia T, L e M , é necessariamente ganho por LT-1,
MT e ML-1.
d) Do conjunto alargado das
seis grandezas fundamentais, aquelas onde aparece M são denominadas
grandezas
dinâmicas fundamentais;
são em número de
três: massa m (de dimensão M),
spin s (de dimensão
MT) e cliname a (de dimensão ML-1).
Delas derivariam as famílías das grandezas físicas
(mecânicas), como também a variedade dos
entes físicos
(vácuo e partículas, tanto fermions, quanto bosons).
e) As famílias
são conjuntos de grandezas equivalentes, isto é, diferindo
dimensionalmente apenas em potências da velocidade (LT-1)
[6]. Assim, cada grandeza dinâmica fundamental gera
sua particular família:
família M
- massa m (M), quantidade de movimento p (M x LT-1=
ML T-1) e
energia E (M x L2
T-2 = ML2
T-2);
família MT
- spin s (MT), momento estático S (MT x LT-1=
ML) e
momento angular
J
(MT x L2 T-2
= ML2 T-1);
família ML-1
- cliname a (ML-1),
"variação de massa"
A (ML-1
x LT-1 =
MT-1) e
força
F (ML-1
x L2 T-2
= ML2 T-1).
Dada a tridimensionalidade do
espaço, teríamos ainda as duas "famílias aparentadas"
a ML-1: primeiramente
ML-2 , historicamente
de escasso uso, e depois ML-3:
família ML-3
- densidade (ML-3), intensidade de fluxo material j (ML-3
x LT-1 =
ML-2T-1)
e pressão P (ML-3
x L2 T-2
= ML-1
T-2).
As grandezas de uma família
constituem modos equivalentes de cada uma das grandezas dinâmicas
fundamentais. A equivalência einsteiniana massa/energia é
apenas um caso particular desta disposição geral. A grandeza
fundamental será denominada modo próprio - massa própria
e spin (momento angular próprio/c2)
são dois casos particulares desta disposição geral
-; multiplicado este modo pela dimensão da velocidade, constitui-se
o modo relativo; multiplicado pela dimensão quadrado da velocidade,
constitui-se o modo global. Este último representa uma síntese
natural dos dois modos anteriores, o que vai se traduzir em equações
de um tipo bem característico das teorias físicas. Tem-se,
por exemplo: E2
= p2c2
+ + m°2c4
(relativo à grandeza dinâmica fundamental massa M); também
P
= j.v + v2
(relativo à grandeza dinâmica fundamental densidade ML-3).
[7]
f) Das três grandezas
dinâmicas fundamentais - m (M), a (ML-1),
e s (MT ) -, por uma simples combinatória, também
derivam os entes físicos (vácuo e partículas,
tanto bosons, como fermions. São elas: {ø}, {m}, {a}, {s}, {m, a}, {m, s}, {a, s} e {m, a, s}. Como mostra a tabela
1, a identificação dos correspondentes entes físicos
é quase que imediata, afora pequenas exceções.
Temos aí apenas duas
discrepâncias com a física estabelecida. O caso mais grave
é do gráviton, que para nós é dotado apenas
da grandeza cliname (a), não tendo portanto spin, e muito
menos spin 2. Seria o caso perguntar: por que se tem uma partícula
para cada combinação com duas estranhas exceções:
de um lado, apenas dotado de spin, estariam duas forças (gravitacional
e forte); de outro lado, dotada apenas de cliname, nenhuma?! A admissão
de spin 2 para o gráviton é uma decorrência apenas
formal da super-abundante complexidade das equações da relatividade
geral, resultante do "forçamento" da massa para dentro da geometria.
Um estudo mais acurado das equações da relatividade geral
irá demonstrar a inconsistência de seja qual for o spin atribuído
ao gráviton. O segundo caso é o do neutrino do elétron,
que por não possuir massa [8], torna-se a única
exceção entre os fermions; mas isto será adiante logicamente
justificado.

As partículas caracterizadas
por apenas uma grandeza são denominadas mediadores de forças
simples e aquelas com a presença de duas grandezas, mediadores
das forças compostas, todas, obviamente, classificadas como
bosons. Teríamos, assim, como forças simples, na ordem da
tabela 1, a de Higgs, a gravitacional e a forte (gluônica
inter-quarks) [9] e como forças compostas complementares,
respectivamente, a eletromagnética, a fraca e a de
Yukawa (antiga força forte inter-nucleônica mediada por
pions). O conjunto dos seis bosons mediadores das forças, o vácuo
e a classe dos fermion formam o perfeito octeto dos entes físicos,
como mostra a figura 1.
FIGURA 1 - O OCTETO DOS ENTES FÍSICOS

h) Não é difícil
concordar com que cada força simples precisa ser responsável
pela estrutura interna do mediador da força composta correlata ou
complementar. Sendo a força simples saturada, o mediador da correspondente
força composta será destituído, dentre as três
grandezas básicas, precisamente, daquela que lhe estrutura internamente.
Por exemplo: a força gravitacional cujo mediador é
o gráviton
a
tem como correlata a força fraca,
cujos mediadores W+,
W - e Z° possuem
apenas duas grandezas características fundamentais, exatamente m
e s. Isto, a propósito, implica que a curtíssimas
distâncias as "linhas de força" radiais do campo gravitacional
colapsem, vale dizer, convirjam todas para a partícula próxima,
fazendo da gravitação, agora, uma força saturada e
provocando um gigantesco aumento de sua intensidade que passa então
a se aproximar às demais forças [10]. Se
aceitarmos isto, teremos também aberto um caminho para a quantização
da força gravitacional, tarefa que vem se mostrando até hoje
de difícil consecução.
i) As discrepâncias
desta lista de forças com a física estabelecida são,
a nosso juízo, de pequena monta e todas plenamente justificadas
a nosso favor. A principal, refere-se ao
número de forças, 4 para a física estabelecida e 6
para nós. Ora, como prover massa aos pesadíssimos bosons
fracos?! A resposta já nos foi dada: através de um campo
escalar, denominado campo de Higgs. Ele é mediado por um boson,
como acontece com todas as forças, e seu atributo único é
a massa (m). Não contabilizá-la então como uma autêntica
força parece-nos um enorme contra-senso [11].
Quanto a manter a antiga
força internucleônica ao lado da nova força forte gluônica
interquarks, é óbvio que devemos fazê-lo porque a existência
desta última não suprime a anterior inferida teoricamente
por Yukawa em 1930, mediada pelos pions. A força forte gluônica
nos daria uma explicação da estrutura interna de pions
e nucleons (a propósito, uma evidência já disponível
de que existem forças simples e complementares compostas), mas não
faz com que o pion deixe de existir. Os nucleons nos núcleos dos
átomos, prótons e nêutrons, continuam a trocar pions
virtuais entre si. Desqualificar a velha força forte seria o mesmo
que conceber os nucleons como dotados de intencionalidade epistolar,
vale dizer, de trocarem gluons, mas antes envelopando-os dentro de pions!
Este caso nada tem de similar àquele da descoberta do eletromagnetismo
intra-atômico que veio dispensar a conjectura acerca da existência
de forças específicas intra-moleculares. Somando tudo isto,
as forças devem ser contadas como precisamente 6 e não 4,
como está dito equivocadamente por toda parte. E ainda: não
há porque nem como "unificá-las"!
Por fim, a designação
grude
entre parênteses ao lado do gluon é para alertar que
o atual modelo dos quarks é ainda uma solução provisória.
A força que ali visamos é, na verdade, intraquarks e não
interquarks, o que implica que estes precisam ser vistos - em breve futuro
isto se comprovará - como compostos de três "sub-quarks" mediados
pelo grude, cuja característica essencial, entretanto, continua
a ser a mesma do gluon, isto é, possuir apenas spin 1.
j) O leitor facilmente constata
que apenas as forças por nós denominadas compostas tiveram
até hoje todos os seus mediadores empiricamente identificados
- o fóton
, os bosons fracos W+,
W- e Z°, os pions
pi°,
pi+
e pi - -, enquanto
que, de outro lado, nenhum
mediador simples o foi. Isto assim acontece
pela simples razão de que as forças simples são de
certo modo mais "elementares", mais profundas e, conseqüentemente,
dotadas de mediadores de muito maior energia própria do que seus
parceiros compostos.
k) Que sentido poderíamos
atribuir à expressão
partículas primordiais?
De um ponto de vista construtivista, seriam aquelas partículas capazes
de por si só permitirem a construção de todas as demais
partículas fundamentais. As partículas primordiais deveriam
portanto, observar às seguintes três condições:
-
Teriam que ser pelo menos duas,
um fermion e um boson, caso contrário, não se poderia dar
um processo construtivo;
-
Deveriam repartir entre si as
três variáveis dinâmicas m, a, e s,
caso contrário estas não poderiam ter vindo ao mundo; por
uma questão de simetria (ou de estética [12]),
não deveria haver duplicidade de ocorrência;
-
Como teste decisivo, tal construção
precisaria ser, pelos conhecimentos atuais, exclusiva, "elegante" e empiricamente
viável.
As 6 opções
combinatórias possíveis estão ilustradas na figura
2. As opções com o boson possuindo a grandeza s precisam
ser imediatamente descartados, porque seus spins teriam que ser
zero ou inteiros, portanto incapazes de gerar fermions que possuam spins
fracionários (opções III, IV e V). A grandeza
m
não pode participar do fermion primordial porque então seria
impossível gerar partículas de massa zero como o neutrino
do elétron, o gluon, o gráviton e o fóton (opções
IV,V e VI). A propósito, é esta a justificativa lógica
da exceção que constitui a existência de um fermion
sem massa, anotada no item f anterior. Deste modo, resta-nos tão
só as opções I e II. Deve-se considerar ainda que,
se o boson primordial for caracterizado por duas grandezas dinâmicas
fundamentais, será impossível a geração dos
bosons simples, o que elimina as opções I, III e V. Assim,
restar-nos apenas a opção II, em que o boson está
dotado apenas da grandeza m e o fermion, das grandezas
a
e s. O primeiro, só pode ser a partícula de Higgs,
o segundo, o neutrino do elétron, como mostrado na figura
2 [13].
FIGURA 2 - OPÇÕES FORMAIS PARA AS PARTÍCULAS
PRIMORDIAIS


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