Em física, o que é seqüestro?
No contexto da física, o seqüestro é um meio proposto pelo qual certas partículas e forças podem ser confinadas a dimensões extras, impedindo ou minimizando sua interação com as partículas e forças que compõem o Modelo Padrão. A idéia, que tem particular relevância para a teoria das cordas, a teoria M e a supersimetria (SUSY), foi desenvolvida pelos físicos teóricos Lisa Randall e Raman Sundrum. Seqüestro pode resolver alguns dos principais problemas da física de partículas. Em particular, oferece uma solução para o que é conhecido como “problema de hierarquia” através da quebra da supersimetria, evitando outro problema conhecido como “violação de sabor”.
Os físicos há muito procuram uma Grande Teoria Unificada (GUT) que une as quatro forças da natureza - a força eletromagnética, as forças nucleares fortes e fracas e a gravidade -, além de explicar as propriedades de todas as partículas elementares. O grande problema que qualquer teoria deve abordar é a aparente incompatibilidade da relatividade geral com a teoria quântica e o Modelo Padrão. A teoria das cordas, na qual as unidades mais fundamentais da matéria, como elétrons e quarks, são consideradas entidades extremamente pequenas, unidimensionais e semelhantes a cordas, é uma tentativa de tal teoria. Isso foi desenvolvido na teoria M, na qual as cordas podem ser estendidas em "branas" bidimensionais e tridimensionais flutuando em um espaço dimensional superior, conhecido como "volume".
Além dos problemas envolvidos em trazer a gravidade à cena, há um problema no próprio Modelo Padrão, conhecido como problema de hierarquia. Simplificando, o problema da hierarquia se concentra no motivo pelo qual a força gravitacional é enormemente mais fraca que as outras forças da natureza, mas também envolve valores previstos para as massas de algumas partículas hipotéticas portadoras de força que diferem enormemente uma da outra. Prevê-se que uma partícula hipotética em particular, a partícula de Higgs, seja relativamente leve, enquanto parece que as contribuições quânticas das partículas virtuais devem torná-la enormemente mais massiva, pelo menos sem um grau extraordinário de ajuste fino. Isso é considerado extremamente improvável pela maioria dos físicos; portanto, busca-se algum princípio subjacente para explicar as disparidades.
A teoria da supersimetria (SUSY) fornece uma explicação possível. Isto afirma que para cada férmion - ou partícula formadora de matéria - existe um bóson - ou partícula que carrega força - e vice-versa, de modo que cada partícula no Modelo Padrão tem um parceiro supersimétrico ou "superparceiro". não foi observado, significa que a simetria está quebrada e que a supersimetria existe apenas com energias muito altas. De acordo com essa teoria, o problema da hierarquia é resolvido pelo fato de as contribuições em massa das partículas virtuais e de seus superparceiros serem canceladas, removendo as aparentes discrepâncias no Modelo Padrão. Há, no entanto, um problema com a supersimetria.
A matéria fundamental que forma partículas, como quarks, vem em três gerações ou "sabores", com massas diferentes. Quando a supersimetria é interrompida, parece que toda uma série de interações pode ocorrer, algumas das quais mudariam os sabores dessas partículas. Como essas interações não são observadas experimentalmente, qualquer teoria da quebra da supersimetria deve, de alguma forma, incluir um mecanismo que impeça o que é conhecido como violação de sabor.
É aqui que entra o seqüestro. Voltando ao conceito de branas tridimensionais flutuando em um volume dimensional maior, é possível sequestrar a supersimetria de quebra em uma brana separada daquela na qual residem as partículas e forças do Modelo Padrão. Os efeitos de quebra da supersimetria podem ser comunicados à brana do Modelo Padrão por partículas portadoras de força capazes de se mover dentro do volume, mas, caso contrário, as partículas do Modelo Padrão se comportariam da mesma maneira que na supersimetria ininterrupta. Partículas em massa que poderiam interagir com a brana que quebra a simetria e a brana do Modelo Padrão determinariam quais interações podem ocorrer e podem excluir as interações que alteram o sabor que não observamos. A teoria funciona bem se o graviton - a partícula hipotética que carrega a força da gravidade - desempenha esse papel.
Ao contrário de muitas outras idéias relacionadas à teoria das cordas e à teoria M, parece possível testar a supersimetria sequestrada. Faz previsões para as massas dos superparceiros dos bósons - partículas portadoras de força - que estão dentro da faixa de energias alcançáveis pelo Large Hadron Collider (LHC). Se essas partículas são observadas pelo LHC, suas massas podem corresponder ao previsto. A partir de 2011, no entanto, experimentos no LHC falharam em detectar esses superparceiros nas energias em que eles deveriam aparecer, um resultado que parece descartar a versão mais simples do SUSY, embora não algumas versões mais complexas. Mesmo que se prove que SUSY está errado, a ideia de seqüestrar ainda pode ter aplicações úteis em relação a outros problemas e mistérios da física.