PalestrasWhy our universe might exist on a knife-edgeGian Giudice·14:04·274 frases em inglês e portuguêstedInglês. . .Português. . .⏮ frase▶ tocarfrase ⏭↻ de novoVelocidade0.5×0.75×1×1.25×1.5×repetir a frasepausar a cada fraseTranscrição274 frasesSo last year, on the Fourth of July,No ano passado, no dia 4 de julho,experiments at the Large Hadron Colliderexperimentos no Grande Colisor de Hádrons (LHC)discovered the Higgs boson.revelaram o bóson de Higgs.It was a historical day.Foi um dia histórico.There's no doubt that from now on,Não há dúvida de que daqui em diantethe Fourth of July will be rememberedo 4 de julho será lembrado,not as the day of the Declaration of Independence,não como o dia da Declaração da Independência,but as the day of the discovery of the Higgs boson.mas como o dia da descoberta do bóson de Higgs.Well, at least, here at CERN.Bom, pelo menos aqui, no CERN.But for me, the biggest surprise of that dayMas, para mim, a maior surpresa daquele diawas that there was no big surprise.foi que não houve nenhuma grande surpresa.In the eye of a theoretical physicist,Na visão do físico teóricothe Higgs boson is a clever explanationo bóson de Higgs é uma explicação inteligenteof how some elementary particles gain mass,de como algumas partículas elementares ganham massa,but it seems a fairly unsatisfactorymas parece uma solução bastanteand incomplete solution.insatisfatória e incompleta.Too many questions are left unanswered.São muitas as perguntas que continuam sem respostas.The Higgs boson does not share the beauty,O bóson de Higgs não tem a mesma beleza,the symmetry, the elegance,simetria e elegânciaof the rest of the elementary particle world.que o resto do mundo das partículas elementares.For this reason, the majority of theoretical physicistsPor essa razão, a maioria dos físicos teóricosbelieve that the Higgs boson could notacredita que o bóson de Higgs não poderia serbe the full story.a história completa.We were expecting new particles and new phenomenaNós esperávamos encontrar novas partículas e novos fenômenosaccompanying the Higgs boson.acompanhando o bóson de Higgs.Instead, so far, the measurementsEm vez disso, até agora, as mediçõescoming from the LHC show no signs of new particlesvindas do LHC não dão sinais de partículas novasor unexpected phenomena.ou de fenômenos inesperados.Of course, the verdict is not definitive.É claro que o veredito não é definitivo.In 2015, the LHC will almost doubleEm 2015, O LHC vai quase dobrarthe energy of the colliding protons,a energia dos prótons em colisão,and these more powerful collisionse essas colisões mais potenteswill allow us to explore further the particle world,irão nos permitir explorar ainda mais o mundo das partículas,and we will certainly learn much more.e, com certeza, nós vamos aprender muito mais.But for the moment, since we have foundMas, por enquanto, já que não encontramosno evidence for new phenomena, let us supposeevidências de novos fenômenos, vamos suporthat the particles that we know today,que as partículas que conhecemos hoje,including the Higgs boson,incluindo o bóson de Higgs,are the only elementary particles in nature,são as únicas partículas elementares na natureza,even at energies much largermesmo em energias bem maioresthan what we have explored so far.do que aquelas que estudamos até agora.Let's see where this hypothesis is going to lead us.Vejamos onde essa hipótese nos levará.We will find a surprising and intriguing resultNós vamos encontrar um resultado surpreendente e intriganteabout our universe, and to explain my point,sobre o nosso universo e, para esclarecer o meu ponto,let me first tell you what the Higgs is about,deixem-me, primeiramente, dizer-lhes do que se trata o Higgs,and to do so, we have to go backe para isso precisamos retornarto one tenth of a billionth of a seconda um décimo de bilhão de segundoafter the Big Bang.após o Big Bang.And according to the Higgs theory,E de acordo com a teoria de Higgs,at that instant, a dramatic event took placenaquele instante, um evento radical aconteceuin the universe.no universo.Space-time underwent a phase transition.O espaço-tempo passou por uma transição de fase.It was something very similar to the phase transitionFoi algo bem parecido à transição de fasethat occurs when water turns into iceque ocorre quando água se transforma em gelobelow zero degrees.abaixo de zero grau.But in our case, the phase transitionMas, em nosso caso, a transição de faseis not a change in the way the moleculesnão é uma mudança no jeito que as moléculasare arranged inside the material,se organizam dentro do material,but is about a changemas trata-se de uma mudançaof the very fabric of space-time.da própria matéria do espaço-tempo.During this phase transition, empty spaceDurante essa transição de fase, o espaço vaziobecame filled with a substancese encheu de uma substânciathat we now call Higgs field.que agora chamamos de campo de Higgs.And this substance may seem invisible to us,E essa substância pode parecer invisível para nós,but it has a physical reality.mas ela possui uma realidade física.It surrounds us all the time,Ela nos cerca o tempo todo,just like the air we breathe in this room.como o ar que respiramos nesta sala.And some elementary particles interactE algumas partículas elementares interagemwith this substance, gaining energy in the process.com esta substância, ganhando energia durante o processo,And this intrinsic energy is what we callE esta energia intrínseca é o que chamamos dethe mass of a particle,a massa de uma partícula,and by discovering the Higgs boson, the LHCe ao descobrir o bóson de Higgs, o LHChas conclusively proved that this substance is real,provou de maneira conclusiva que essa substância é real,because it is the stuff the Higgs bosons are made of.porque é dela que o bóson de Higgs é feito.And this, in a nutshell, is the essence of the Higgs story.E, resumidamente, é essa a essência da história de Higgs.But this story is far more interesting than that.Mas essa história é ainda muito mais interessante.By studying the Higgs theory,Ao estudar a teoria de Higgstheoretical physicists discovered,os físicos teóricos descobriram,not through an experimentnão através de um experimento,but with the power of mathematics,mas com o poder da matemática,that the Higgs field does not necessarily existque o campo de Higgs não existe necessariamenteonly in the form that we observe today.apenas na forma que observamos hoje.Just like matter can exist as liquid or solid,Da mesma forma que matéria pode existir em estado líquido ou sólidoso the Higgs field, the substance that fills all space-time,o campo de Higgs, a substância que preenche todo o espaço-tempo,could exist in two states.poderia existir em dois estados.Besides the known Higgs state,Além do já conhecido estado de Higgs,there could be a second state in which the Higgs fieldpode ser que haja um segundo estado em que o campo de Higgsis billions and billions times denseré bilhões e bilhões de vezes mais densothan what we observe today,do que o que observamos hoje,and the mere existence of another statee a mera existência de um segundo estadoof the Higgs field poses a potential problem.do campo de Higgs cria um problema em potencial.This is because, according to the lawsIsso porque, de acordo com as leisof quantum mechanics, it is possibleda mecânica quântica, é possívelto have transitions between two states,haver transições entre dois estados,even in the presence of an energy barriermesmo na presença de uma barreira de energiaseparating the two states,separando os dois estados,and the phenomenon is called,e o fenômeno chama-se,quite appropriately, quantum tunneling.muito apropriadamente, tunelamento quântico.Because of quantum tunneling,Por causa do tunelamento quântico,I could disappear from this roomeu poderia desaparecer desta salaand reappear in the next room,e reaparecer na sala ao lado,practically penetrating the wall.praticamente penetrando pela parede.But don't expect me to actually perform the trickMas não esperem que eu faça esse truque ao vivoin front of your eyes, because the probabilityporque a probabilidadefor me to penetrate the wall is ridiculously small.de eu penetrar a parede é absurdamente pequena.You would have to wait a really long timeVocês teriam que esperar um tempãobefore it happens, but believe me,para isso acontecer, mas acreditem,quantum tunneling is a real phenomenon,o tunelamento quântico é um fenômeno real,and it has been observed in many systems.e já foi observado em vários sistemas.For instance, the tunnel diode,Por exemplo, o diodo túnel,a component used in electronics,um componente usado em eletrônica,works thanks to the wondersfunciona graças às maravilhasof quantum tunneling.do tunelamento quântico.But let's go back to the Higgs field.Mas, voltemos ao campo de Higgs.If the ultra-dense Higgs state existed,Se o estado ultradenso de Higgs existisse,then, because of quantum tunneling,então, por causa do tunelamento quântico,a bubble of this state could suddenly appearuma bolha deste estado poderia surgir de repente,in a certain place of the universe at a certain time,em algum lugar do universo, em algum momento.and it is analogous to what happens when you boil water.E isso é análogo ao que ocorre quando fervemos água.Bubbles of vapor form inside the water,Bolhas de vapor se formam dentro da água,then they expand, turning liquid into gas.e daí elas se expandem, transformando líquido em gás.In the same way, a bubble of the ultra-dense Higgs stateDa mesma forma, uma bolha do estado ultradenso de Higgscould come into existence because of quantum tunneling.poderia vir a existir por causa do tunelamento quântico.The bubble would then expand at the speed of light,A bolha iria se expandir na velocidade da luz,invading all space, and turning the Higgs fieldinvadindo todo o espaço, e transformando o campo de Higgsfrom the familiar state into a new state.do estado conhecido num estado novo.Is this a problem? Yes, it's a big a problem.Será que isso é um problema? Sim, isto é um grande problema.We may not realize it in ordinary life,Podemos não percebê-lo na vida diária,but the intensity of the Higgs field is criticalmas a intensidade do campo de Higgs é críticafor the structure of matter.para a estrutura da matéria.If the Higgs field were only a few times more intense,Se o campo de Higgs fosse só algumas vezes mais intenso,we would see atoms shrinking, neutrons decayingpoderíamos ver átomos diminuindo, nêutrons decaindoinside atomic nuclei, nuclei disintegrating,dentro de núcleos atômicos, núcleos se desintegrando,and hydrogen would bee o hidrogênio seriathe only possible chemical element in the universe.o único elemento químico possível no universo.And the Higgs field, in the ultra-dense Higgs state,E o campo de Higgs, no estado ultradenso,is not just a few times more intense than today,não é apenas algumas vezes mais intenso do que é hoje,but billions of times,mas bilhões de vezes mais intenso,and if space-time were filled by this Higgs state,e se o espaço-tempo fosse preenchido por esse estado de Higgs,all atomic matter would collapse.toda matéria atômica entraria em colapso.No molecular structures would be possible, no life.Nenhuma estrutura molecular seria possível, nenhuma vida.So, I wonder, is it possiblePortanto, eu me pergunto, será possívelthat in the future, the Higgs fieldque no futuro, o campo de Higgswill undergo a phase transition and,irá passar por uma transição de fase e,through quantum tunneling, will be transformedatravés do tunelamento quântico, irá se transformarinto this nasty, ultra-dense state?nesse terrível estado ultradenso?In other words, I ask myself, what is the fateEm outras palavras, eu me pergunto, qual será o destinoof the Higgs field in our universe?do campo de Higgs em nosso universo?And the crucial ingredient necessaryE o ingrediente crucial necessário parato answer this question is the Higgs boson mass.responder a essa questão é a massa do bóson de Higgs.And experiments at the LHC found that the massE experimentos no LHC reveleram que a massaof the Higgs boson is about 126 GeV.do bóson de Higgs é cerca de 126 GeV.This is tiny when expressed in familiar units,Isso é muito pequeno quando expresso em unidades conhecidas,because it's equal to something likeporque é equivalente a algo como10 to the minus 22 grams,10 elevado a menos 22 gramas.but it is large in particle physics units,mas é grande em termos de unidades das partículas físicas,because it is equal to the weightpois é equivalente ao pesoof an entire moleculede uma molécula inteiraof a DNA constituent.de um constituinte do DNA.So armed with this information from the LHC,Então, armados com essa informação do LHC,together with some colleagues here at CERN,junto com alguns colegas daqui do CERN,we computed the probabilitynós computamos a probabilidadethat our universe could quantum tunnelde que o nosso universo pudesse se transformar, através do tunelamento quântico,into the ultra-dense Higgs state,no estado ultradenso de Higgs,and we found a very intriguing result.e encontramos um resultado bastante intrigante.Our calculations showedNossos cálculos demonstraramthat the measured value of the Higgs boson massque o valor medido da massa do bóson de Higgsis very special.é muito especial.It has just the right valueEle tem o valor certinhoto keep the universe hangingpara manter o universo suspensoin an unstable situation.numa situação instável.The Higgs field is in a wobbly configurationO campo de Higgs está numa configuração bambathat has lasted so farque vem se mantendo até agorabut that will eventually collapse.mas que eventualmente irá desmoronar.So according to these calculations,Portanto, de acordo com estes cálculos,we are like camperssomos como campistaswho accidentally set their tentque montaram suas barracasat the edge of a cliff.à beira de um rochedo,And eventually, the Higgs fieldE eventualmente, o campo de Higgswill undergo a phase transitionvai passar por uma transição de faseand matter will collapse into itself.e a matéria se desintegrará em si mesma.So is this how humanity is going to disappear?Então... é assim que a humanidade irá desaparecer?I don't think so.Acredito que não.Our calculation shows that quantum tunnelingNossos cálculos mostram que o tunelamento quânticoof the Higgs field is not likely to occurdo campo de Higgs não deve ocorrerin the next 10 to the 100 years,entre os próximos 10 elevado a 100 anos,and this is a very long time.e isso é um tempo bem longo.It's even longer thanÉ até mais longo do quethe time it takes for Italy to form a stable government.o tempo que demora para a Itália formar um governo estável.(Laughter)(Risos)Even so, we will be long gone by then.Mesmo assim, até lá nós já não estaremos mais por aqui.In about five billion years,Em cerca de cinco bilhões de anos,our sun will become a red giant,o nosso sol se transformará em um gigante vermelho,as large as the Earth's orbit,tão grande quanto a órbita da Terraand our Earth will be kaput,e a nossa Terra ficará kaput ,and in a thousand billion years,e em milhares de bilhões de anos,if dark energy keeps on fuelingse a energia escura continuar a abastecerspace expansion at the present rate,a expansão do espaço na medida atual,you will not even be able to see as far as your toes,você não vai conseguir nem mesmo ver os seus dedos dos pésbecause everything around youporque tudo ao seu redorexpands at a rate faster than the speed of light.se expandirá mais rápido do que a velocidade da luz.So it is really unlikelyPortanto é mesmo bastante improvávelthat we will be around to see the Higgs field collapse.que estejamos por aqui para ver o campo de Higgs entrar em colapso.But the reason why I am interestedMas a razão do meu interessein the transition of the Higgs fieldna transição do campo de Higgsis because I want to address the question,é porque eu quero abordar a questão:why is the Higgs boson mass so special?Por que a massa do bóson de Higgs é tão especial?Why is it just right to keep the universePor que é tão exato manter o universoat the edge of a phase transition?à beira de uma transição de fase?Theoretical physicists always ask "why" questions.Os físicos teóricos sempre perguntam "por quê?"More than how a phenomenon works,Mais do que como funciona um fenômeno,theoretical physicists are always interested inos físicos teóricos estão sempre interessadoswhy a phenomenon works in the way it works.por que um fenômeno funciona do jeito que funciona.We think that this these "why" questionsNós acreditamos que questionar o porquêcan give us cluespode nos dar pistasabout the fundamental principles of nature.sobre os princípios fundamentais da natureza.And indeed, a possible answer to my questionE, realmente, uma resposta possível para a minha perguntaopens up new universes, literally.abre novos universos. Literalmente.It has been speculated that our universeEspecula-se que o nosso universois only a bubble in a soapy multiverseé apenas uma bolha num multiverso espumosomade out of a multitude of bubbles,formado de uma multitude de bolhas,and each bubble is a different universee que cada bolha é um universo diferentewith different fundamental constantscom constantes fundamentais diferentesand different physical laws.e diferentes leis da física.And in this context, you can only talk aboutE nesse contexto, só se pode falar sobrethe probability of finding a certain value of the Higgs mass.a probabilidade de se encontrar um certo valor da massa de Higgs.Then the key to the mysteryEntão, a chave do mistériocould lie in the statistical propertiespoderia recair nas propriedades estatísticasof the multiverse.do multiverso.It would be something like what happensSeria algo como o que acontecewith sand dunes on a beach.com dunas de areia na praia.In principle, you could imagine to find sand dunesEm princípio, você poderia imaginar encontrar dunas de areiaof any slope angle in a beach,de qualquer ângulo de inclinação na praia,and yet, the slope angles of sand dunesmas, os ângulos de inclinação das dunas de areiaare typically around 30, 35 degrees.estão geralmente em torno de 30 - 35 graus.And the reason is simple:E a razão é simples:because wind builds up the sand, gravity makes it fall.porque o vento levanta a areia, e a gravidade a faz cair.As a result, the vast majority of sand dunesComo resultado, a grande maioria das dunas de areiahave slope angles around the critical value,tem ângulos de inclinação em torno do valor crítico,near to collapse.próximo do colapso.And something similar could happenE algo similar poderia acontecerfor the Higgs boson mass in the multiverse.para a massa do bóson de Higgs no multiverso.In the majority of bubble universes,Na maioria dos universos borbulhantes,the Higgs mass could be around the critical value,a massa de Higgs poderia estar em torno do valor crítico,near to a cosmic collapse of the Higgs field,próximo de um colapso cósmico do campo de HIggs,because of two competing effects,por causa de dois efeitos que estão competindo,just as in the case of sand.exatamente como no caso da areia.My story does not have an end,Minha história não tem um fim,because we still don't know the end of the story.porque nós ainda não sabemos o final da história.This is science in progress,Isso é ciência em andamento,and to solve the mystery, we need more data,e para resolver o mistério, nós precisamos de mais dados,and hopefully, the LHC will soon add new cluese esperamos que logo o LHC irá adicionar novas pistas,to this story.a essa história.Just one number, the Higgs boson mass,Apenas um número, o da massa do bóson de Higgs,and yet, out of this number we learn so much.e ainda assim, a partir deste número aprendemos tanto...I started from a hypothesis, that the known particlesEu comecei por uma hipótese, de que as partículas conhecidasare all there is in the universe,são tudo o que existe no universo,even beyond the domain explored so far.mesmo além dos domínios explorados até agora.From this, we discovered that the Higgs fieldDaí, nós descobrimos que o campo de Higgsthat permeates space-time may be standingque permeia espaço-tempo, pode estaron a knife edge, ready for cosmic collapse,numa situação perigosa, à beira de um colapso cósmico,and we discovered that this may be a hinte descobrimos que isto pode ser uma dicathat our universe is only a grain of sandde que o nosso universo é apenas um grão de areiain a giant beach, the multiverse.numa praia gigantesca - o multiverso.But I don't know if my hypothesis is right.Mas eu não sei se a minha hipótese está correta.That's how physics works: A single measurementÉ assim que a física trabalha: uma simples mediçãocan put us on the road to a new understandingpode nos colocar no caminho para uma nova compreensãoof the universedo universoor it can send us down a blind alley.ou pode nos levar a um beco sem saída.But whichever it turns out to be,Mas o que quer que sejathere is one thing I'm sure of:eu tenho certeza de uma coisa:The journey will be full of surprises.A viagem vai ser cheia de surpresas.Thank you.Obrigado.(Applause)(Aplausos)Clique em qualquer frase para ouvir a partir dela. No teclado: espaço toca e pausa, as setas andam frase a frase, R repete, L deixa a frase em loop.Vídeo Why our universe might exist on a knife-edge paradoMais como Gian Giudice13:19What is so special about the human brain?Suzana Herculano-Houzel9:42The birds and the bees are just the beginningCarin Bondar21:21A theory of everythingGarrett Lisi7:13Why videos go viralKevin Allocca16:28Trust, morality - and oxytocinPaul Zak0:59There's no one someone won't miss - Man on the street - Towards ZeroTAC Victoria18:49The art of first impressions - in design and lifeChip Kidd11:50World champion whistlerGeert Chatrou
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