Físicos da UC Santa Bárbara levaram a busca por buracos negros microscópicos no Grande Colisor de Hádrons (LHC), no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), a um novo território — e, como é tradição na física de partículas, não encontraram nada. O que, apressam-se a acrescentar, ainda é alguma coisa.

Esses buracos negros hipotéticos seriam extraordinariamente pequenos e de vida curta. Se pudessem ser produzidos no LHC, sua existência poderia ajudar os físicos a abordar algumas das questões mais profundas sem resposta sobre o espaço-tempo e a gravidade. A busca também deu aos pesquisadores a chance de testar uma nova técnica para encontrar partículas raras e previamente desconhecidas, porque por que desperdiçar um resultado nulo perfeitamente bom?

"Se tivéssemos encontrado evidências, poderíamos ter começado a estudar diretamente a gravidade quântica", disse Tamas Vami, pesquisador do experimento Solenoide Compacto de Múons (CMS) que está realizando seu pós-doutorado sob a orientação do professor de física da UCSB Joe Incandela. "É um passo em direção à unificação de todas as forças fundamentais conhecidas, que tem sido um objetivo dos físicos há mais de um século." Então, sem pressão.

A busca não revelou evidências de buracos negros quânticos. Mas na física de partículas, falhar em detectar algo ainda pode fornecer informações importantes ao descartar onde ele poderia existir — uma disciplina construída quase inteiramente no equivalente científico de olhar embaixo do sofá.

"Não é um beco sem saída", disse a estudante de pós-graduação e pesquisadora do Laboratório Incandela, Danyi Zhang. "O resultado é um limite de exclusão, que é uma afirmação real e publicável: 'Se essa coisa existisse com essas propriedades, nós a teríamos visto. Não vimos, então podemos descartá-la aqui.' Isso é conhecimento genuíno sobre como o universo funciona." Conhecimento genuíno, entregue na forma de um dar de ombros em uma faixa de energia muito específica.

Um dos principais enigmas da física fundamental envolve a enorme diferença entre a escala do universo que experienciamos e a escala de Planck, a escala fundamental de energia associada à gravidade quântica. Alguns físicos propuseram que nova física ou uma simetria não descoberta poderia explicar essa diferença. Crucialmente, alguns desses efeitos podem aparecer em níveis de energia que o LHC pode alcançar.

Anos de experimentos já eliminaram muitas possibilidades teóricas, e a ausência contínua de sinais claros de nova física no LHC tornou-se um grande desafio para os pesquisadores. Mas situações semelhantes já aconteceram antes. Períodos em que as teorias existentes lutavam para explicar observações às vezes levaram a estruturas radicalmente novas, incluindo a teoria da relatividade de Einstein. Por essa razão, os pesquisadores dizem que resultados nulos são uma parte importante do progresso científico. Cada um reduz o número de possibilidades viáveis e ajuda a determinar onde os experimentos futuros devem olhar. É, essencialmente, o jogo de Marco Polo mais caro do mundo.

Os resultados de Vami e Zhang foram publicados na revista Progress in High Energy Physics (PHEP).

A possibilidade de produzir buracos negros no LHC surgiu há cerca de duas décadas. Físicos propuseram que se energia suficiente fosse concentrada em uma região extremamente pequena, e se dimensões espaciais extras (que já são exigidas na teoria das cordas) existissem, então buracos negros quânticos poderiam se formar durante os trilhões de colisões próton-próton criadas pelo acelerador.

Esses objetos não seriam nada como os enormes buracos negros astrofísicos encontrados em todo o universo.

"Eles não permaneceriam por muito tempo — se você fizesse um, ele se desintegraria imediatamente", disse o teórico de física da UCSB Steven Giddings, especialista nas implicações paradoxais de combinar mecânica quântica com gravidade, e um dos poucos cientistas na época que propuseram que, sob certas condições, esses minúsculos vazios no espaço-tempo poderiam existir.

Quando os cientistas discutiram a possibilidade pela primeira vez, a ideia tornou-se amplamente mal compreendida. As preocupações públicas concentraram-se na possibilidade de que o LHC pudesse criar buracos negros estáveis, embora os buracos negros quânticos