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00:13So last year, on the Fourth of July,
No ano passado, no dia 4 de julho,
00:15experiments at the Large Hadron Collider
experimentos no Grande Colisor de Hádrons (LHC)
00:18discovered the Higgs boson.
revelaram o bóson de Higgs.
00:20It was a historical day.
Foi um dia histórico.
00:22There's no doubt that from now on,
Não há dúvida de que daqui em diante
00:24the Fourth of July will be remembered
o 4 de julho será lembrado,
00:32Well, at least, here at CERN.
Bom, pelo menos aqui, no CERN.
00:35But for me, the biggest surprise of that day
Mas, para mim, a maior surpresa daquele dia
00:39was that there was no big surprise.
foi que não houve nenhuma grande surpresa.
00:41In the eye of a theoretical physicist,
Na visão do físico teórico
00:44the Higgs boson is a clever explanation
o bóson de Higgs é uma explicação inteligente
00:46of how some elementary particles gain mass,
de como algumas partículas elementares ganham massa,
00:49but it seems a fairly unsatisfactory
mas parece uma solução bastante
00:52and incomplete solution.
insatisfatória e incompleta.
00:54Too many questions are left unanswered.
São muitas as perguntas que continuam sem respostas.
00:57The Higgs boson does not share the beauty,
O bóson de Higgs não tem a mesma beleza,
01:00the symmetry, the elegance,
simetria e elegância
01:02of the rest of the elementary particle world.
que o resto do mundo das partículas elementares.
01:08believe that the Higgs boson could not
acredita que o bóson de Higgs não poderia ser
01:11be the full story.
a história completa.
01:17accompanying the Higgs boson.
acompanhando o bóson de Higgs.
01:19Instead, so far, the measurements
Em vez disso, até agora, as medições
01:25or unexpected phenomena.
ou de fenômenos inesperados.
01:27Of course, the verdict is not definitive.
É claro que o veredito não é definitivo.
01:31In 2015, the LHC will almost double
Em 2015, O LHC vai quase dobrar
01:35the energy of the colliding protons,
a energia dos prótons em colisão,
01:38and these more powerful collisions
e essas colisões mais potentes
01:44and we will certainly learn much more.
e, com certeza, nós vamos aprender muito mais.
01:48But for the moment, since we have found
Mas, por enquanto, já que não encontramos
01:51no evidence for new phenomena, let us suppose
evidências de novos fenômenos, vamos supor
01:54that the particles that we know today,
que as partículas que conhecemos hoje,
01:57including the Higgs boson,
incluindo o bóson de Higgs,
01:59are the only elementary particles in nature,
são as únicas partículas elementares na natureza,
02:02even at energies much larger
mesmo em energias bem maiores
02:05than what we have explored so far.
do que aquelas que estudamos até agora.
02:08Let's see where this hypothesis is going to lead us.
Vejamos onde essa hipótese nos levará.
02:23and to do so, we have to go back
e para isso precisamos retornar
02:26to one tenth of a billionth of a second
a um décimo de bilhão de segundo
02:31after the Big Bang.
após o Big Bang.
02:32And according to the Higgs theory,
E de acordo com a teoria de Higgs,
02:34at that instant, a dramatic event took place
naquele instante, um evento radical aconteceu
02:38in the universe.
no universo.
02:39Space-time underwent a phase transition.
O espaço-tempo passou por uma transição de fase.
02:44It was something very similar to the phase transition
Foi algo bem parecido à transição de fase
02:47that occurs when water turns into ice
que ocorre quando água se transforma em gelo
02:51below zero degrees.
abaixo de zero grau.
02:53But in our case, the phase transition
Mas, em nosso caso, a transição de fase
02:56is not a change in the way the molecules
não é uma mudança no jeito que as moléculas
02:58are arranged inside the material,
se organizam dentro do material,
03:01but is about a change
mas trata-se de uma mudança
03:02of the very fabric of space-time.
da própria matéria do espaço-tempo.
03:06During this phase transition, empty space
Durante essa transição de fase, o espaço vazio
03:09became filled with a substance
se encheu de uma substância
03:11that we now call Higgs field.
que agora chamamos de campo de Higgs.
03:14And this substance may seem invisible to us,
E essa substância pode parecer invisível para nós,
03:17but it has a physical reality.
mas ela possui uma realidade física.
03:19It surrounds us all the time,
Ela nos cerca o tempo todo,
03:21just like the air we breathe in this room.
como o ar que respiramos nesta sala.
03:25And some elementary particles interact
E algumas partículas elementares interagem
03:31And this intrinsic energy is what we call
E esta energia intrínseca é o que chamamos de
03:34the mass of a particle,
a massa de uma partícula,
03:36and by discovering the Higgs boson, the LHC
e ao descobrir o bóson de Higgs, o LHC
03:56By studying the Higgs theory,
Ao estudar a teoria de Higgs
03:59theoretical physicists discovered,
os físicos teóricos descobriram,
04:01not through an experiment
não através de um experimento,
04:03but with the power of mathematics,
mas com o poder da matemática,
04:05that the Higgs field does not necessarily exist
que o campo de Higgs não existe necessariamente
04:09only in the form that we observe today.
apenas na forma que observamos hoje.
04:22could exist in two states.
poderia existir em dois estados.
04:25Besides the known Higgs state,
Além do já conhecido estado de Higgs,
04:31is billions and billions times denser
é bilhões e bilhões de vezes mais denso
04:34than what we observe today,
do que o que observamos hoje,
04:36and the mere existence of another state
e a mera existência de um segundo estado
04:40of the Higgs field poses a potential problem.
do campo de Higgs cria um problema em potencial.
04:44This is because, according to the laws
Isso porque, de acordo com as leis
04:47of quantum mechanics, it is possible
da mecânica quântica, é possível
04:50to have transitions between two states,
haver transições entre dois estados,
04:53even in the presence of an energy barrier
mesmo na presença de uma barreira de energia
04:56separating the two states,
separando os dois estados,
04:59and the phenomenon is called,
e o fenômeno chama-se,
05:01quite appropriately, quantum tunneling.
muito apropriadamente, tunelamento quântico.
05:05Because of quantum tunneling,
Por causa do tunelamento quântico,
05:07I could disappear from this room
eu poderia desaparecer desta sala
05:09and reappear in the next room,
e reaparecer na sala ao lado,
05:13practically penetrating the wall.
praticamente penetrando pela parede.
05:19in front of your eyes, because the probability
porque a probabilidade
05:26You would have to wait a really long time
Vocês teriam que esperar um tempão
05:28before it happens, but believe me,
para isso acontecer, mas acreditem,
05:31quantum tunneling is a real phenomenon,
o tunelamento quântico é um fenômeno real,
05:34and it has been observed in many systems.
e já foi observado em vários sistemas.
05:37For instance, the tunnel diode,
Por exemplo, o diodo túnel,
05:39a component used in electronics,
um componente usado em eletrônica,
05:42works thanks to the wonders
funciona graças às maravilhas
05:44of quantum tunneling.
do tunelamento quântico.
05:46But let's go back to the Higgs field.
Mas, voltemos ao campo de Higgs.
05:49If the ultra-dense Higgs state existed,
Se o estado ultradenso de Higgs existisse,
05:53then, because of quantum tunneling,
então, por causa do tunelamento quântico,
05:56a bubble of this state could suddenly appear
uma bolha deste estado poderia surgir de repente,
06:06Bubbles of vapor form inside the water,
Bolhas de vapor se formam dentro da água,
06:09then they expand, turning liquid into gas.
e daí elas se expandem, transformando líquido em gás.
06:28from the familiar state into a new state.
do estado conhecido num estado novo.
06:36We may not realize it in ordinary life,
Podemos não percebê-lo na vida diária,
06:38but the intensity of the Higgs field is critical
mas a intensidade do campo de Higgs é crítica
06:42for the structure of matter.
para a estrutura da matéria.
06:55and hydrogen would be
e o hidrogênio seria
07:02And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,
E o campo de Higgs, no estado ultradenso,
07:08but billions of times,
mas bilhões de vezes mais intenso,
07:14all atomic matter would collapse.
toda matéria atômica entraria em colapso.
07:22So, I wonder, is it possible
Portanto, eu me pergunto, será possível
07:25that in the future, the Higgs field
que no futuro, o campo de Higgs
07:27will undergo a phase transition and,
irá passar por uma transição de fase e,
07:33into this nasty, ultra-dense state?
nesse terrível estado ultradenso?
07:41of the Higgs field in our universe?
do campo de Higgs em nosso universo?
07:44And the crucial ingredient necessary
E o ingrediente crucial necessário para
07:51And experiments at the LHC found that the mass
E experimentos no LHC reveleram que a massa
07:55of the Higgs boson is about 126 GeV.
do bóson de Higgs é cerca de 126 GeV.
08:02because it's equal to something like
porque é equivalente a algo como
08:0410 to the minus 22 grams,
10 elevado a menos 22 gramas.
08:10because it is equal to the weight
pois é equivalente ao peso
08:12of an entire molecule
de uma molécula inteira
08:14of a DNA constituent.
de um constituinte do DNA.
08:17So armed with this information from the LHC,
Então, armados com essa informação do LHC,
08:20together with some colleagues here at CERN,
junto com alguns colegas daqui do CERN,
08:22we computed the probability
nós computamos a probabilidade
08:27into the ultra-dense Higgs state,
no estado ultradenso de Higgs,
08:30and we found a very intriguing result.
e encontramos um resultado bastante intrigante.
08:34Our calculations showed
Nossos cálculos demonstraram
08:36that the measured value of the Higgs boson mass
que o valor medido da massa do bóson de Higgs
08:39is very special.
é muito especial.
08:41It has just the right value
Ele tem o valor certinho
08:44to keep the universe hanging
para manter o universo suspenso
08:47in an unstable situation.
numa situação instável.
08:49The Higgs field is in a wobbly configuration
O campo de Higgs está numa configuração bamba
08:52that has lasted so far
que vem se mantendo até agora
08:54but that will eventually collapse.
mas que eventualmente irá desmoronar.
08:57So according to these calculations,
Portanto, de acordo com estes cálculos,
09:01we are like campers
somos como campistas
09:03who accidentally set their tent
que montaram suas barracas
09:05at the edge of a cliff.
à beira de um rochedo,
09:07And eventually, the Higgs field
E eventualmente, o campo de Higgs
09:09will undergo a phase transition
vai passar por uma transição de fase
09:11and matter will collapse into itself.
e a matéria se desintegrará em si mesma.
09:17I don't think so.
Acredito que não.
09:19Our calculation shows that quantum tunneling
Nossos cálculos mostram que o tunelamento quântico
09:22of the Higgs field is not likely to occur
do campo de Higgs não deve ocorrer
09:26in the next 10 to the 100 years,
entre os próximos 10 elevado a 100 anos,
09:29and this is a very long time.
e isso é um tempo bem longo.
09:32It's even longer than
É até mais longo do que
09:40Even so, we will be long gone by then.
Mesmo assim, até lá nós já não estaremos mais por aqui.
09:44In about five billion years,
Em cerca de cinco bilhões de anos,
09:47our sun will become a red giant,
o nosso sol se transformará em um gigante vermelho,
09:49as large as the Earth's orbit,
tão grande quanto a órbita da Terra
09:52and our Earth will be kaput,
e a nossa Terra ficará kaput,
09:55and in a thousand billion years,
e em milhares de bilhões de anos,
09:57if dark energy keeps on fueling
se a energia escura continuar a abastecer
10:00space expansion at the present rate,
a expansão do espaço na medida atual,
10:07because everything around you
porque tudo ao seu redor
10:12So it is really unlikely
Portanto é mesmo bastante improvável
10:18But the reason why I am interested
Mas a razão do meu interesse
10:21in the transition of the Higgs field
na transição do campo de Higgs
10:23is because I want to address the question,
é porque eu quero abordar a questão:
10:27why is the Higgs boson mass so special?
Por que a massa do bóson de Higgs é tão especial?
10:32Why is it just right to keep the universe
Por que é tão exato manter o universo
10:35at the edge of a phase transition?
à beira de uma transição de fase?
10:42More than how a phenomenon works,
Mais do que como funciona um fenômeno,
10:45theoretical physicists are always interested in
os físicos teóricos estão sempre interessados
10:47why a phenomenon works in the way it works.
por que um fenômeno funciona do jeito que funciona.
10:50We think that this these "why" questions
Nós acreditamos que questionar o porquê
10:54can give us clues
pode nos dar pistas
10:55about the fundamental principles of nature.
sobre os princípios fundamentais da natureza.
11:03opens up new universes, literally.
abre novos universos. Literalmente.
11:07It has been speculated that our universe
Especula-se que o nosso universo
11:11is only a bubble in a soapy multiverse
é apenas uma bolha num multiverso espumoso
11:15made out of a multitude of bubbles,
formado de uma multitude de bolhas,
11:17and each bubble is a different universe
e que cada bolha é um universo diferente
11:20with different fundamental constants
com constantes fundamentais diferentes
11:22and different physical laws.
e diferentes leis da física.
11:23And in this context, you can only talk about
E nesse contexto, só se pode falar sobre
11:30Then the key to the mystery
Então, a chave do mistério
11:32could lie in the statistical properties
poderia recair nas propriedades estatísticas
11:36of the multiverse.
do multiverso.
11:38It would be something like what happens
Seria algo como o que acontece
11:40with sand dunes on a beach.
com dunas de areia na praia.
11:45of any slope angle in a beach,
de qualquer ângulo de inclinação na praia,
11:48and yet, the slope angles of sand dunes
mas, os ângulos de inclinação das dunas de areia
11:52are typically around 30, 35 degrees.
estão geralmente em torno de 30 - 35 graus.
11:56And the reason is simple:
E a razão é simples:
12:01As a result, the vast majority of sand dunes
Como resultado, a grande maioria das dunas de areia
12:08near to collapse.
próximo do colapso.
12:10And something similar could happen
E algo similar poderia acontecer
12:13for the Higgs boson mass in the multiverse.
para a massa do bóson de Higgs no multiverso.
12:17In the majority of bubble universes,
Na maioria dos universos borbulhantes,
12:23near to a cosmic collapse of the Higgs field,
próximo de um colapso cósmico do campo de HIggs,
12:27because of two competing effects,
por causa de dois efeitos que estão competindo,
12:29just as in the case of sand.
exatamente como no caso da areia.
12:32My story does not have an end,
Minha história não tem um fim,
12:39This is science in progress,
Isso é ciência em andamento,
12:51to this story.
a essa história.
12:54Just one number, the Higgs boson mass,
Apenas um número, o da massa do bóson de Higgs,
13:06are all there is in the universe,
são tudo o que existe no universo,
13:08even beyond the domain explored so far.
mesmo além dos domínios explorados até agora.
13:10From this, we discovered that the Higgs field
Daí, nós descobrimos que o campo de Higgs
13:14that permeates space-time may be standing
que permeia espaço-tempo, pode estar
13:22and we discovered that this may be a hint
e descobrimos que isto pode ser uma dica
13:26that our universe is only a grain of sand
de que o nosso universo é apenas um grão de areia
13:30in a giant beach, the multiverse.
numa praia gigantesca - o multiverso.
13:33But I don't know if my hypothesis is right.
Mas eu não sei se a minha hipótese está correta.
13:43of the universe
do universo
13:45or it can send us down a blind alley.
ou pode nos levar a um beco sem saída.
13:48But whichever it turns out to be,
Mas o que quer que seja
13:50there is one thing I'm sure of:
eu tenho certeza de uma coisa:
13:54The journey will be full of surprises.
A viagem vai ser cheia de surpresas.
The biggest surprise of discovering the Higgs boson? That there were no surprises. Gian Giudice talks us through a problem in theoretical physics: what if the Higgs field exists in an ultra-dense state that could mean the collapse of all atomic matter? With wit and charm, Giudice outlines a grim fate -- and why we shouldn't start worrying just yet.
