O mundo está repleto de simetrias, e o ser humano é fascinado por elas. Nosso corpo é simétrico em relação a um eixo vertical imaginário passando pelo centro de nossa cabeça. Um lado é (quase) idêntico ao outro. O mesmo com uma borboleta. É difícil pensar em algum animal que não tenha alguma simetria em sua forma. Ou flores. Ou conchas. De fato, é difícil atribuirmos o conceito de beleza a algo que não exiba alguma simetria. Esse senso estético é talvez um dos melhores exemplos de como a matemática da natureza está imbuída em nossas percepções.
Outros exemplos de simetria são os que nós mesmos construímos, na tentativa de aliar a estética do mundo natural ao funcionalismo dos objetos que usamos em nosso dia a dia. Dê uma rápida olhada à sua volta e observe como você está cercado de simetria por todos os lados. Imagine se cada um desses objetos fosse assimétrico, mesas, portas e molduras tortas, papéis de parede sem padrões repetitivos, cada ladrilho de um tamanho diferente (nesse caso o chão teria vários buracos) e por aí a fora. Partindo desse mundo concreto para a representação simbólica do mundo que usamos nas ciências naturais, a simetria torna-se também extremamente útil.
A física atômica e nuclear depende crucialmente da existência de simetrias. Alguns estados atômicos exibem simetrias esféricas, outros parecem mais com cilindros. Sem a existência dessas simetrias, seria praticamente impossível obtermos uma descrição quantitativa de suas propriedades. No mundo das partículas subatômicas, várias simetrias aparecem em suas interações, nas forças que essas partículas exercem entre si. Um elétron, com sua carga elétrica negativa, repele outro elétron. Essa e outras forças entre partículas são mediadas por outras partículas. No caso dos elétrons, essas partículas são os fótons, pequenos "pacotes" de radiação eletromagnética.
Portanto, falamos de dois tipos de partículas, as partículas de matéria e as partículas de força. A simetria de uma força está diretamente ligada ao número de seus mediadores. No caso da repulsão eletromagnética entre os elétrons, só existe um tipo de partícula, o fóton. No caso da força nuclear forte, que mantém os quarks coesos dentro de prótons e nêutrons, os mediadores são oito. E, no caso da força nuclear fraca, responsável pela radioatividade, eles são três. Essas simetrias não são reveladas no espaço concreto, mas no espaço matemático onde essas teorias são formuladas. Mas elas continuam sendo simetrias, mesmo que nós não possamos vê-las diretamente.
A teoria que descreve como as partículas interagem através dessas três forças, o Modelo Padrão, é extremamente bem-sucedida. Mas várias questões permanecem em aberto, indicando que existe algo além dela. Por exemplo, não entendemos por que as três forças entre as partículas de matéria (e a gravidade também, a quarta) têm intensidades tão diferentes, ou por que as massas das partículas são tão diferentes, ou o que acontece a distâncias milhões de vezes menores do que um próton. Aqui entra a supersimetria.
Criada independentemente nos dois lados da "cortina de ferro" no início dos anos 70, a supersimetria dá o passo definitivo na busca por um princípio que possa unificar os dois tipos de partículas na natureza, as de matéria (elétrons, quarks etc.) e as de força (fóton, etc.). Daí o prefixo "super". Segundo as teorias supersimétricas, cada partícula tem uma companheira que é o seu complemento. A companheira supersimétrica de uma partícula de matéria é uma partícula de força, e vice-versa.
O que se mostrou, em mais de 30 mil artigos publicados sobre o assunto nos últimos 30 anos, é que a supersimetria pode responder a várias das perguntas que afligem o Modelo Padrão. Uma consequência imediata da supersimetria é que ela dobra o número de partículas existentes. Até agora, não observamos nenhuma das duplicatas. Mas isso não é, ainda, um problema. Essas companheiras supersimétricas são bem mais maciças do que as partículas normais e seriam invisíveis em nossos experimentos atuais.
Mas não por muito tempo. Até o fim da década, uma máquina sendo construída na Suíça terá energias altas o suficiente para "produzir" partículas supersimétricas. Ou não. Afinal, mesmo que a supersimetria seja muito elegante, nem todas as simetrias matematicamente belas existem no mundo real.
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