Oito falácias que contribuem para a anticiência

Hoje, mais do que nunca, precisamos de ciência. Infelizmente, muitas pessoas pensam que é difícil obter informações precisas sobre o método científico e suas realizações. O problema é que muitos dos argumentos utilizados para desprestigiar ou refutar as descobertas científicas (ou o próprio método científico) estão repletos de erros lógicos. Por esta razão, selecionei oito das falácias anticientíficas mais comuns:

1. Falsa equivalência

Não há dúvida de que a informação equilibrada é importante, mas isso não significa que cada perspectiva única sobre um tema polêmico tenha uma contraparte que mereça igual consideração. Essa é a falácia de falsa equivalência, a afirmação de que há uma equivalência lógica entre dois argumentos opostos quando não há nenhuma.

Esse é um erro que acontece quando os jornalistas tratam de proporcionar um debate “justo” entre um ponto de vista científico e outro negacionista (como o debate entre Bill Nye e Ken Ham). Com demasiada frequência, contudo, o lado dissidente carece de evidências, ou apresenta evidência de má ou duvidosa qualidade. Na verdade, os dois lados de um argumento nem sempre são iguais em termos de qualidade e evidências.

Nota do tradutor:

Criacionistas, que são defensores do mito da criação bíblica, tentam colocar suas ideias em pé de igualdade com a teoria sintética da evolução, como se fossem ideias equivalentes. No entanto, o criacionismo ocupa o rol de pseudociências por suas afirmações falsas (p.ex., a origem do universo e da vida) e falhas preditivas (p.ex., as profecias pré e pós-apocalípticas), enquanto que a teoria da evolução está fundamentada em evidências que, com o auxílio de modelos que visam representar entidades materiais da realidade (p.ex., os ecossistemas e os seus componentes), explicam a diversidade da vida na Terra e a evolução humana.

2. Recurso da natureza

Um dos argumentos mais utilizados para atacar os cientistas e os seus trabalhos é o apelo à natureza e a falácia naturalista. A primeira é a crença de que o que é natural é “bom”, enquanto que a falácia naturalista implica que “o que tiver que ser, será”.

Ambas argumentam que o progresso da ciência e tecnologia representa uma ameaça para a ordem natural das coisas. É uma linha de argumentação que elogia a salubridade inerente de todas as coisas naturais, denunciando a insalubridade de todas as coisas não naturais.

Nota do tradutor:

O sujeito que faz uso desse tipo de argumento ignora que nem tudo que é natural é bom, como, por exemplo, bactérias, vírus ou venenos de animais e insetos.

3. Observação seletiva

Muitos críticos da ciência deliberadamente (e, às vezes, inconscientemente) selecionam e compartilham informações que servem apenas para bombardear problemas específicos da ciência, sem levar em conta as informações que trabalham para apoiar essas hipóteses.

Por exemplo: “O meu avô fumava e comia mal, e nunca adoeceu” (aqui inclui-se outra falácia: as estatísticas mostram números pequenos). Ou para indicar circunstâncias favoráveis, dispensando ou ignorando as situações desfavoráveis (ou vice-versa).

Nota do tradutor:

Hoje, apesar dos avanços em biomedicina, as pessoas tendem a rechaçar as vacinas olhando para casos isolados que não tiveram estudos adequados, e ignorando revisões sistemáticas altamente rigorosas sobre a eficácia das vacinas.

4. Apelar a fé

“Não estou interessado em evidência, apenas tenho fé que o que creio está certo”. “Discutir acerca da existência de Deus é inútil, porque Deus está além dos argumentos ou razões científicas”. “Nego-me a crer no aquecimento global, porque tenho fé de que Deus não permitirá que algo de ruim aconteça”.

Soa familiar?

Essas frases são repetidas por pessoas que apelam à fé para fazer um argumento, uma falácia em que as convicções religiosas confundem-se com a evidência e a razão. Enquanto que muitas dessas pessoas pensam que estão agindo racionalmente, a verdade é que a escolha de crer em algo não é um substituto para a ciência.

Nota do tradutor:

O apelo à fé pode ser prejudicial na área da saúde. Convém recordamos do dogma anticientífico das testemunhas de Jeová, que acreditam que a transfusão de sangue compromete a pureza do sangue, e, por esta razão, acabam rechaçando o tratamento por causa de suas convicções fideístas sobre a vontade de Deus. Em consequência, as atitudes das testemunhas de Jeová acabam colocando a vida de seus familiares em risco e gerando empecilhos éticos sobre a atividade médica.

5. Deus das lacunas

A ciência não tem todas as respostas (nem pretende tê-las). Embora aceitemos o fato de que não sabemos como funciona a consciência, o que causou (caso exista uma “causa primordial”) o Big Bang, entre outras coisas. Isso não significa que esses problemas sejam insolúveis; é bem possível que encontremos soluções nos próximos dias ou décadas. Enquanto isso, é importante reunir evidências, propor novas hipóteses e assumir uma ontologia materialista (isto é, a ideia de que todo fenômeno pode ser explicado sem recorrer as ações de uma força divina).

Infelizmente, há uma tendência entre os negacionistas da ciência que tentam preencher as lacunas do conhecimento com explicações de agentes sobrenaturais. Por exemplo, os criacionistas argumentam que a seleção natural não pode explicar adequadamente a complexidade, a diversidade e o aparente design da vida na Terra. Do mesmo modo, nos fenômenos neurológicos, tais como as experiências de quase-morte, atribui-se explicações de agentes sobrenaturais, enquanto existem explicações mais prováveis e plausíveis.

Nota do tradutor:

(1) A ontologia das ciências fáticas (p.ex., astronomia, biologia, física, história, neurociência, psicologia, química, sociologia, etc.) é materialista, porque elas lidam com entes materiais (campos, cérebros, indústrias, partículas, pessoas, sociedades).

(2) Não faz sentido afirmar que a ciência pretende responder todas as perguntas, porque muitas perguntas podem estar mal formuladas, outras podem ter surgido em decorrência de hipóteses que eram aceitadas em um dado período histórico (p.ex., “qual é a natureza do éter?”, ou “como o espírito interage com o cérebro?”) e outras que podem ter surgido através de investigações mal conduzidas (p.ex., “como o cérebro consegue mover objetos?”).

(3) Hoje, a partir do grande estudo da AWARE, sabemos que a consciência pode estar presente, apesar de ser clinicamente indetectável em um nível baixíssimo, em pacientes declarados clinicamente mortos (morte cerebral) que alegam terem voltado à vida, o que explica suas autodeclaradas experiências religiosas como alucinações provocadas pela falta de oxigênio e outras lesões no cérebro.

6. O uso das consequências

Apelar às consequências pode ser visto como uma espécie de princípio de precaução, uma medida cautelar para evitar atividades ou esforços científicos que representem ameaças ao ambiente ou à saúde. Em muitos casos, no entanto, os anticientíficos tecem os limites de seus discursos com supostas consequências filosóficas e morais.

Por exemplo, há o medo de que a teoria da evolução dê lugar a um genocídio, ou levar à conclusão de que os seres humanos são melhores do que os outros animais (isto é, a negação da excepcionalidade humana). Uma outra preocupação é a de que o ateísmo e o materialismo conduziram a uma vida imoral.

Claramente, algumas vias de investigação científica são mais perigosas do que outras, mas não é o método científico (ou os cientistas) que tem culpa, mas, sim, como podemos adaptar-nos aos conhecimentos recém descobertos.

Nota do tradutor:

O medo de que a teoria da evolução dará lugar a um genocídio, assim como aconteceu nos Estados Unidos e na Alemanha nazista, reside na confusão entre a ciência e pseudociência.

7. Retenção de consentimento

“É só uma teoria!”

Não, não é só uma teoria. Os princípios científicos como a seleção natural e a relatividade geral são teorias, mas chega um momento em que essas explicações ou modelos tornam-se tão instrutivas e úteis que se equiparam com o nível de axiomas (uma afirmação ou proposta que está aceita, estabelecida, ou que é evidentemente certa).

Isso não significa que devemos abandonar o ceticismo científico, mas, sim, que é importante reconhecer a importância e utilidade das teorias, e não em desacreditá-las quando nos parecem inconvenientes.

Nota do tradutor:

As teorias visam explicar os fatos entre os entes materiais da realidade (p.ex., o mecanismo de evolução das espécies, ou a emergência da consciência no cérebro humano, entre outros fatos das quais seus referentes os designam), e não em criar explicar fantasiosas para coisas que não conhecemos.

8. Brincando de Deus

Não é uma falácia lógica, mas, sim, um erro de pensamento: a ideia de que a humanidade não deve pisar no que é, tradicionalmente, conhecido como o domínio de Deus, e que, ao fazê-lo, estaríamos sendo arrogantes ou imprudentes.

A preocupação é o fato de que estamos participando de atividades que estão além da nossa compreensão e controle, e que podem irrevogavelmente estragar as coisas. Mesmo correndo o risco de enfurecer a Deus nesse processo.

Afirmações contra a ideia de “brincar de Deus” são utilizadas na questão do aborto, do controle de natalidade, da eutanásia voluntária, da engenharia genética e embrionária, e da colheita de células estaminais.

Nota do tradutor:

O transhumanismo, que é o movimento que visa aplicar a ciência e tecnologia para aumentar a capacidade cognitiva e física de seres humanos, vem sofrendo com o ataque conservador por considerar a prática como herética.

O artigo original foi publicado na Io9.

Entomologia Forense

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História da Entomologia Forense

Um corpo de um homem foi encontrado em uma estrada da China. A hipótese inicial do investigador era de um caso de latrocínio, roubo seguindo de morte. Entretanto, ao avaliar com maior clareza a cena, notou que todos os pertences de valores permaneciam no local e que a vítima sofreu dez ferimentos, suspeitando que a arma utilizada foi uma foice.  Então o investigador decidiu ir em busca da viúva e perguntar se o seu recém falecido marido possuía algum inimigo, elaborando assim uma nova linha investigativa.  Ela respondeu com a seguinte frase “Meu marido não costuma ter inimigos, somente um homem que pediu dinheiro emprestado, porém meu marido se recusou. Então o homem disse alguma coisa para ele, mas nada muito sério.”

O investigador, examinou a casa da vítima e pediu que seu ajudante coletasse todas as foices das famílias próximas a residência. Nessa época da China, era muito comum que as famílias possuíssem suas próprias ferramentas.  A procura foi minuciosa e mantendo a suspeita caso alguém tentasse esconder a foice, poderia ser considerado suspeito.

Foram coletadas entre 70 a 80 foices, todas colocadas no chão. Não durou muito tempo quando as primeiras moscas começaram a pousar em uma das foices. A arma pertencia ao homem que a viúva havia mencionado anteriormente. O suspeito foi interrogado e não confessou o crime, porém quando foi confrontado com os rastros de sangue na foice, confessou ajoelhado.

Este caso aconteceu no século XIII, sendo o primeiro registro da história, onde os insetos foram utilizados para resolver uma investigação. Publicado por Sung Tzú em The Washing Aways of Wrongs (A lavagem dos erros, tradução livre). Apesar disso, a relação de insetos e cadáveres já era bem descrita por outras civilizações bem antigas, como a Babilônia e Egito, onde as moscas eram utilizados em amuletos e relatados em papiros nas múmias.

Trecho do livro “The Washing Aways of Wrongs” publicado por Sung Tzú no séc. XIII na China.

Somente em 1894, Bergeret d’Arbois utilizou os insetos para estimar o intervalo post-mortem (IPM) em um corpo de um bebê recém-nascido. Apesar de ter assumido equivocadamente boa parte das informações sobre o desenvolvimento dos insetos, seu trabalho foi extremamente inovador. As fundamentações teóricas foram publicadas no livro “La faune des cadavres: application de l’entomologie a la medecine legale” em 1894 por Jean Pierre Mégnin, que se tornou um dos livros mais importantes sobre o tema até hoje. Mesmo com o trabalho de Mégnin, a entomologia forense ficou esquecida por alguns anos, com poucos trabalhos sendo publicados até o século XX, com o surgimento de manuais e grupos de pesquisas especializados, a utilização dos insetos se tornou rotina nas investigações.

As aplicações da entomologia forense

A entomologia forense está dividida em três subáreas investigativas: Médico-Legal, Produtos Armazenados e Urbana.

  • Em homicídios, tortura, acidentes em massa, genocídios e entre outros tipos que envolvem algum tipo de violência contra a pessoa, são assuntos tratados pelo subárea médico-legal. Costuma ser mais utilizada para determinar o IPM, entretanto os insetos podem denunciar outras informações como presença de drogas ou veneno, perturbações no cadáver, causa da morte e a associação do suspeito com a cena de crime.
  • A aplicação em produtos armazenados é em alimentos ou outros produtos que precisam estar estocados por um determinado tempo, independentemente de sua extensão, indicando contaminação e infestações, tentando determinar quando ocorreu ou simplesmente para controle de qualidade.
  • A entomologia forense Urbana é relacionado a estruturas, bens e imóveis. Os casos mais comuns são a infestações de cupins, as quais podem determinar o período de infestação e indicar de quem era a responsabilidade do imóvel durante aquele momento.

 Dentre essa gama de aplicações da entomologia forense, a estimativa do IPM é a de maior importância para as pesquisas e investigações.

O cadáver e os insetos

 A decomposição inicia através do processo de autólise e as bactérias do sistema gastrointestinal passam a destruir o tecido mole. Com o crescimento da atividade bacteriana são liberadas diversos gases e líquido de moléculas voláteis as quais atraem os insetos até o cadáver. Esses gases e líquidos são chamados de apeneumones e geralmente são dióxido de carbono, metano, amônia, dióxido de enxofre, hidrogênio e sulfeto de hidrogênio.

Apesar da grande diversidade de animais encontrados no cadáver, nem todos são atraídos devidos os apeneumones, mas sim pela riqueza de nutrientes no local.  Logo, os animais são classificados em quatro grupos: Espécies necrófagas, que se alimentam da carcaça; Predadores e parasitas, que se alimentam do grupo anterior; Onívoros são os que se alimentam da carcaça e de outros artrópodes; e Adventícias ou acidentais  que se aproveitam da carcaça como uma parte de seu ambiente, seja ela para abrigo ou buscar alimentos. Dentro dessa grande riqueza de animais, duas ordens possuem interesse forense, os Dípteras (moscas) e os Coleópteras (besouros).

Mosca da família Calliphoridae, um dos grupos mais comuns entre os insetos necrofagos. Fonte: Karol Ox

 Os dípteros são o primeiro grupo a chegar, especificamente da família Calliphoridae, em até uma hora após a morte. O principal interesse das moscas é a alimentação e reprodução, onde toda esse microambiente afetado pelo cadáver é chamado de ilha de decomposição (IDE), com uma elevada disponibilidade de matéria orgânica.  Os grupos mais abundantes das moscas são da família Calliphoridae, seguida pela Sarcophagidae e pelas Muscidae.

No aspecto geral, as moscas possuem três estágios da larva, pupa e adultos. O tamanho e o tempo de desenvolvimento são influenciados pela temperatura, o que pode variar ao longo do ano e em diferentes regiões. Por isso é importante que exista replicações nas mais diferentes situações, existindo um banco de dados como referencial. O primeiro estágio ou primeiro ínstar é uma larva muito sensível de que se alimenta da proteína líquida e devido ao fato de serem incapazes de penetrar na pele, é muito comum que exista uma grande concentração de larvas em orifícios ou feridas. O segundo ínstar inicia após a primeira muda, onde as larvas são mais largas do que a primeira e capazes de produzir protease, que facilita a penetração da pele. O último ínstar são extremamente robustas e tem um comportamento voraz, se alimentando de uma grande quantidade de tecido mais rápido do que os estágios anteriores. Após os estágios da larva, vem a pupa, o inseto para de se alimentar e passa por modificações fisiológicas, se preparando para a fase adulta. Esta última fase as moscas já possuem maturidade sexual e grande capacidade de dispersão devido a presença de asas.

Colonização de Besouros Desmertidae em uma carcassa de serpente. Fonte: Mail Online

Quando a colonização de moscas sobre o cadáver começa a diminui, surge a oportunidade para os besouros, facilmente encontrados em decomposição avançada. A aparição tardia é devido a competição com as moscas nos momentos mais úmidos da decomposição. Dentro da riqueza  existentem entre os coleópteras, as famílias Dermestidae e Silphidae são as de maior importância forense. No Brasil, existe a ocorrência das duas famílias, contudo Silphidae são predominantes em ambientes úmidos, o que se torna um registro raro em ambientes secos como a Caatinga.

Como é estimado o IPM com insetos¿

Existem duas formas de calcular o IPM através da entomologia. A primeira é baseada no desenvolvimento das larvas de moscas, onde é preciso identificar o taxón, determinar o instar ou no estágio de pupa e comparar com os dados existentes da localidade (e temperatura). Está técnica é utilizada para calcular IPM curto, onde a morte foi recente ao encontro do cadáver e o corpo ainda está nos primeiros estágios da decomposição. A segunda forma de determinar o IPM é para em decomposição mais avançada, onde o perito precisa analisar a dinâmica sucessional da colonização, onde o corpo passa a ter a visitação de diversos tipos insetos. Nesse último método, a entomologia passa a ser mais imprecisa.

Grande concentração de larvas em uma carcassa. Fonte: Autor

Perturbação ou movimentação do corpo

Em alguns casos é possível que os insetos ofereçam indícios de que o corpo foi perturbado ou movido para um lugar secundário. O corpo de um adulto é pesado, por isso o suspeito terá alguma dificuldade em carregar ou mover e com frequência acaba espalhando material biológico como sangue, pele, urina e até fezes, que irão atrair insetos.

Também não é raro acontecer de o suspeito ir embora deixando o corpo e voltando tardiamente. Esta visita pode ter diversas razões, entre elas o fato de o assassino estivesse sob influência de drogas durante o crime, para conseguir assistência ou utilitários que irão facilitar a remoção do corpo e até mesmo para fantasiar com o assassinato. Durante esse momento pode iniciar uma colonização de moscas e dificilmente os insetos e os ovos são vistos como evidências, auxiliando o trabalho do perito.

Com a perturbação do corpo ou uma movimentação curta, os insetos irão criar rastros devido a sua dispersão e criando pequenos focos de concentração que não seja no corpo, as larvas ou os adultos podem ser utilizados para calcular um “IPM” daquele ponto e ser comparado com o do corpo. Em casos em que o corpo é movido para um lugar remoto, os insetos podem ser comparados, devido que a colonização, abundância ou até mesmo as espécies, em que podem existir preferências de áreas urbanas, rurais ou até litorâneas. Outras situações podem ocorrer pela decomposição diferenciada ao longo do corpo (por uma parte estar enterrada e a outra não), sendo assim criando diferentes sucessões de larvas e adultos em diferentes pontos do cadáver.

Feridas

As moscas são atraídas para colocar seus ovos inicialmente nas feridas, pois as larvas no primeiro instar não são capazes de penetrar a pele. Um antigo caso de uma mulher, classificado como indeterminado ou suicídio, teve as fotos analisadas por um antropologista forense, que identificou uma concentração de larvas no pescoço e nas mãos da vítima. Essas partes do corpo não são comuns na colonização das larvas, sendo um indicio de feridas de defesa, assim o caso passou a ser classificado com homicídio e a corte decidiu exumar o corpo. Os padrões de colonização também podem auxiliar em casos de decomposição avançada, a qual é difícil localizar as feridas e a causa da morte. Em casos de abuso ou abandono, os insetos também podem ser atraídos e se alimentar dos tecidos mortos nessas feridas, assim a presença ou até mesmo o desenvolvimento larval são evidências a serem utilizadas nesse tipo de investigação.

Presença de drogas ou veneno

As larvas se alimentam do tecido do corpo, sendo assim a presença de certas substâncias irão impactar de alguma forma o desenvolvimento e a colonização do corpo. Em casos de decomposição avançada, os testes toxicológicos dificilmente conseguem fornecer alguma informação válida, porém a analise pode ser feita nos insetos, revelando a identidade da toxina. Em um caso antigo, foi possível identificar a região da vítima pelos níveis de mercúrio presente no corpo e que tinham sido coletados nas larvas, pois a região onde ela vivia existia poluição desse composto. As drogas também podem afetar a velocidade do desenvolvimento dos insetos, sendo ela mais rápida (Cocaína e heroína) ou mais lenta (Malation), fornecendo pistas para a análise toxicológica e para a investigação. Contudo, devemos lembrar que o álcool é uma substancia presente no processo de decomposição, assim dificilmente esse composto irá afetar a colonização dos insetos.

Conclusão

Portanto, a entomologia possui uma aplicação fundamental nas investigações, sendo ela em casos de homicídios ou até em questões imobiliárias. Aqui, abordamos os exemplos mais comuns durante a atuação de um perito, entretanto é importante que o profissional tenha uma boa percepção e criatividade para conseguir relacionar os insetos com o caso a ser analisado, já que cada situação é única.

“Impressão digital” genética faz cada um de nós ainda mais único

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Publicado na EurekAlert

Cada ser humano tem uma “impressão digital” no DNA. Em outras palavras, o material genético de dois indivíduos pode ser claramente distinguido. Biólogos computacionais na Technical University of Munich (TUC) descobriram que o impacto dessas variações foram muito subestimados. Os novos achados podem impactar de maneira significativa os avanços da medicina personalizada.

Proteínas são a maquinaria da vida. Sem elas, nenhuma célula pode funcionar. Cerca de 20.000 proteínas são responsáveis pelo metabolismo, crescimento e regeneração do corpo humano. Os componentes das proteínas são os aminoácidos. Estes são agregados e montados na célula de acordo com instruções definidas contidas no DNA, como tijolos sendo dispostos de acordo com uma planta de um arquiteto.

Um estudo extensivo no qual amostras sanguíneas de 600 mil pessoas foram examinadas mostrou que variações surpreendentemente largas existem entre proteínas de indivíduos saudáveis: Entre dois indivíduos não-relacionados, uma média de 20.000 aminoácidos possuem diferenças conhecidas como S.A.V (Do inglês “Single Aminoacid Variant”, “Variação de um Único Aminoácido”). O MacArthur Lab, nos EUA, já agregou 10 milhões dessas SAVs.

“Até agora, muitos especialistas acreditavam que a maioria dessas variações não possuíam um impacto substancial sobre a função proteica” disse o Prof. Burkhard Rost, diretor de Bioinformática e Biologia Computacional da TUM. Essa assumpção é difícil de provar: Estudos experimentais não podem ser realizados em um número tão enorme de SAVs. De fato, dados experimentais relevantes estão disponíveis para menos de 0,0% dos SAVs.

Portanto, os pesquisadores da TUM desenvolveram um método que permitia a predição dos efeitos dos SAVs através de simulações computacionais. Usando dados obtidos em experimentos laboratoriais, um programa prediz o provável efeito de 99.9% dos SAVs sobre os quais nada se sabe. “Além de métodos estatísticos, nós utilizamos inteligência artificial e em particular aprendizado computacional e redes neurais. Isso nos permite criar modelos” explica Yannick Mahlich, autor principal do estudo.

Os pesquisadores ficaram surpresos com seus próprios resultados: Para milhões de SAVs nas proteínas de pessoas saudáveis, fortes efeitos foram preditos. Variações sequenciais observados em mais de 5% da população podem ter um maior impacto na função celular do que variações mais raras, observadas em um menor número de pessoas.

Os biólogos computacionais não podem determinar a natureza exata desses efeitos, entretanto. As variações podem, por exemplo, afetar nossa habilidade de detectar cheiros ou pode resultar em diferenças no metabolismo: Podem levar à doenças, ou aumentar a imunidade contra patógenos. Elas podem também afetar a resposta individual a influências ambientais ou à medicamentos. “Nenhum desses efeitos podem ser detectados na vida diária” disse o Prof. Rost. “Mas dentro de certas condições alguns deles podem ser significativos como, por exemplo, quando recebemos um medicamento ou expostos à alguma influência pela primeira vez”.

Nessa visão, os efeitos das variações proteicas não podem ser simplesmente categorizadas em positivas ou negativas. “A comparação entre os efeitos das variações entre indivíduos bem como entre humanos e espécies relacionadas sugere que cada espécie tenta muitas variações.” Essas podem até ser prejudiciais para indivíduos sobre as condições atuais. Mas, se as condições ambientais mudarem, é possível que essas mesmas variações possam ajudar a espécie a sobreviver.

“Pesquisas sobre o efeito de variações de estrutura e função proteica estão apenas começando” disse o Prof. Rost. Porém, ele acredita que os novos achados irão pavimentar o caminho rumo aos avanços da medicina personalizada: “As capacidades já existem para usar o DNA para descobrir as funções de proteínas individuais. No futuro poderemos usar essas informações para também determinar os melhores medicamentos ou comida para cada indivíduo”.

Nenhum sinal de assimetria na força forte

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Xiaolin Zeng for Quanta Magazine

Por Alexandru Florin Dobrin
Publicado na Nature

Nossa compreensão de mundo está nos resumido num padrão modelo de física de partículas. Este modelo descreve os blocos da construção da matéria em três interações fundamentais: eletromagnética, fraco e a forte. As interações eletromagnéticas conservam a paridade – eles procedem da mesma forma quando todas as coordenadas espaciais são invertidas – enquanto as interações fracas não as fazem. Embora a violação da conservação da paridade é permitido pela teoria subjacente de fortes interações, foi difícil observar experimentalmente.

Na última década, houve sugestões de violação de paridade nas fortes interações associado a colisões de íons pesados ​​(aqueles mais maciço do que o hélio). Se confirmado, esses sinais poderiam revelar informações valiosas sobre as propriedades do universo primordial. Mas, como foi escrito em Physical Review Letters, o CMS Collaboration, foi relatado uma semelhança impressionante entre as colisões de chumbo contra chumbo, e prótons contra chumbo, o que sugere que a violação da paridade ainda não foi detectado.

Colisões de núcleos que viajam perto da velocidade da luz, proporciona uma oportunidade para investigar a transição de fase forte — o processo em que partículas fundamentais chamadas quarks e glúons se ligam em prótons e nêutrons. A temperatura alcançada em tais colisões são cerca de 2 × 10¹²° C (100.000 vezes mais quente que o núcleo do Sol) . A essa temperatura de um sistema desvinculado de quarks e glúons, é esperado que um plasma de quark-glúon seja produzido na região sobreposta entre os dois núcleos colidindo. Tal plasma começaria, em seguida, a se expandir e esfriar, fazendo com que as partículas tornarem-se vinculadas. O próprio Universo sofreu uma transição de fase semelhante a um milissegundo depois do Big Bang.

Em colisões de íons pesados, a violação de paridade pode ocorrer se os glúons formarem configurações que possuem uma carga topológica diferente de zero (uma propriedade semelhante a uma carga elétrica que caracteriza topologia de um sistema). Interações entre essas configurações de glúons e quarks do plasma, o então quark-glúon, viola a paridade criando um desequilíbrio entre os números de esquerda e direita de um quarks — uma partícula é destruída se a direção do momento angular intrínseco (spin) é o mesmo que a direção do movimento, diferentemente se estas direções forem opostas. Por exemplo, em uma região que tem uma carga negativa topológica, quarks de mão esquerda tornar-se destro, enquanto que os quark destro permaneceriam inalterados.

Um campo magnético extremamente forte (10^19 vezes mais forte do que o campo magnético da superfície da Terra) também é produzido em íons pesados colidindo. Este campo alinha as rotações positivamente dos quarks carregados na direção paralela para a orientação do campo, e as rotações de forma negativa dos quarks são carregados na direção oposta. A combinação deste alinhamento de rotação e um desequilíbrio nos números de esquerda e direita de quarks, resultaria em um quark atual, em que quarks do oposto elétrico mova a carga em direções opostas. Consequentemente, haveria uma separação de carga na direção do campo magnético, perpendicular ao plano da colisão (Fig. 1).

Figura 1 | The chiral magnetic effect. Os núcleos atômicos contêm partículas elementares chamadas quarks e glúons que são mantidos unidos por uma força fundamental conhecida como a força forte. Em uma colisão de íons pesados, envolvendo núcleos que se sobrepõem parcialmente, as regiões que não se sobrepõem continuam inalteradas no plano da colisão (setas azuis), e um campo magnético extremamente forte, B, é produzido perpendicular ao plano. Se as interações da força forte violarem a paridade (simetria do espelho), a combinação do campo magnético e as configurações particulares de glúons dentro dos núcleos (não mostrados) fariam com que a região sobreposta desenvolvessem duas seções de carga oposta (denotadas por + e -). Partículas carregadas positivamente (preto) e partículas carregadas negativamente (vermelho) seriam emitidas a partir de seções opostas da região sobreposta – um fenômeno chamado de efeito magnético quiral. A colaboração de CMS9 relata resultados de colisão entre chumbo-chumbo e de prótons e chumbo, nas quais não encontram evidências desse efeito e, portanto, nenhum sinal de violação de paridade, quando aproximadamente, são produzidos os mesmos números de partículas em cada tipo de colisão.

Esse fenômeno é chamado de chiral magnetic effect (CME) – Efeito Magnético Quiral. Detectar esse efeito seria revelar detalhes sobre as propriedades dos campos magnéticos primordiais no universo inicial e os processos que levaram o universo a ter um excesso de matéria em relação à antimatéria.

O CME pode ser observado em colisões de íons pesados, detectando correlações dependentes da carga entre as partículas produzidas nas colisões. Tais correlações foram medidas por pesquisadores da Relativistic Heavy Ion Collider perto de Nova Iorque e o Large Hider Collider perto de Genebra, Suíça, e estão em acordo qualitativo com as expectativas teóricas para o CME. Contudo, correlações dependentes da carga de outras fontes (backgrounds) podem explicar todas ou parte dessas observações. A colaboração do CMS desembaraçou efeitos de violação de paridade de contribuições de fundo medindo dependente de carga correlações em colisões entre chumbo-chumbo e proton-chumbo no Large Hadron Collider. O sinal CME deverá ser muito menor em colisões de prótons e chumbo do que em chumbo-chumbo, porque a direção do campo magnético é orientado aleatoriamente com respeito ao plano de colisão. No entanto, os autores descobriram que a magnitude das correlações é surpreendentemente similar nesses dois tipos de colisões quando aproximadamente os mesmos números de partículas são produzidas – os autores consideraram multiplicidades de até 300 partículas. Suas descobertas implicam que a contribuição do CME e as correlações dependentes de carga são insignificante para tais multiplicidades.

Os resultados relatados pela CMS Collaboration, desafiam a ideia de que a violação da paridade já foi detectado em colisões de íons pesados. No entanto, para confirmar esta conclusão, uma estimativa da contribuição do CME serão necessárias correlações dependentes de carga de todo o alcance da multiplicidade (até alguns milhares partículas), porque a dinâmica da colisão varia dependendo da multiplicidade. Várias abordagens são usadas atualmente ou foram propostas para determinar com precisão para saber em que medida a paridade é violada em colisões de íons pesados. Uma sugestão é usar colisões de núcleos isobáricos – núcleos de diferentes substâncias químicas que têm a mesma massa atômica – para distinguir mais facilmente o sinal CME nas contribuições de fundo. Outra possibilidade seria variar as contribuições de fundo selecionando diferentes formas para a inicial geometria das colisões. A Colaboração de ALICE, também no Grande Colisor de Hádrons, no início deste ano, relatou medições de correlações dependentes da carga para diferentes geometrias de colisão. Combinando estas medições com números e simulações do campo magnético, eles estabelecem fortes restrições à contribuição do CME para essas correlações.

A busca por violação de paridade em fortes interações, portanto, continua, e novos conhecimentos em física fundamental podem estar por aí à espera.