O prêmio mais cobiçado da física de partículas – o bóson de Higgs – está mais perto de ter sua existência confirmada, segundo o anúncio de pesquisadores que encontraram novos indícios da chamada “partícula de Deus” no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) em Genebra. A partícula é considerada o pedaço que falta na principal teoria da física de partículas – conhecida como Modelo Padrão – que descreve como partículas e forças interagem. Ela seria responsável por dar massa a todas as outras partículas.
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Durante um seminário do Cern, organização que opera o LHC, nesta terça-feira, cientistas anunciaram que dois experimentos no colisor conseguiram encontrar sinais que podem ser do bóson de Higgs, causando furor na comunidade científica. No entanto, os pesquisadores ainda não têm dados suficientes para reivindicar verdadeiramente a descoberta.
Encontrar o bóson de Higgs seria um dos maiores avanços científicos dos últimos 60 anos. De acordo com os cientistas, ela é crucial para a compreensão do universo, mas nunca foi observada em experimentos.
Qualidade ”excepcional”
Dois experimentos separados no Grande Colisor de Hádrons – Atlas e CMS – procuram separadamente pela partícula. A teoria do Modelo Padrão não prevê uma massa exata para o bóson de Higgs. Por isso, os físicos precisam utilizar aceleradores de partículas como o LHC para procurar o bóson dentro de um intervalo de massas.
O Atlas e o CMS procuram sinais da partícula entre bilhões de colisões que ocorrem em cada experimento do LHC. Evidências da existência dela apareceriam como pequenos “picos” nos gráficos dos físicos.
Nesta terça-feira, os diretores dos dois projetos disseram ter encontrado estas evidências no intervalo de massa entre 124 e 125 giga elétron-volts (GeV) – cerca de 130 vezes mais pesado do que os prótons encontrados no núcleo dos átomos.
“O excesso (referindo-se ao “pulo” nos dados) pode ser o resultado de uma flutuação, mas também pode ser algo mais interessante. Não podemos excluir nada neste estágio”, disse Fabiola Gianotti, porta-voz do Atlas. Guido Tonelli, porta-voz do CMS, disse que “o excesso é muito compatível com um bóson de Higgs do Modelo Padrão nos arredores de 124 giga elétron-volts e abaixo disso, mas a significância estatística dele ainda não é suficiente para dizer nada conclusivo”. “O que vemos é consistente tanto como uma flutuação como com a presença do bóson.”
A confirmação estatística da medida obtida pelos experimentos ainda é muito baixa para classificá-la formalmente como uma descoberta.
Mecanismo do universo
Segundo os cientistas, quando o universo esfriou após o Big Bang, uma força invisível conhecida como o campo de Higgs teria se formado juntamente com o bóson de Higgs. É este campo que dá massa às partículas fundamentais que formam os átomos. Sem ele, estas partículas passariam pelo cosmos na velocidade da luz e não conseguiriam se aglutinar.
O modo como o campo de Higgs trabalha foi associado ao modo como fotógrafos e repórteres se reúnem ao redor de uma celebridade. O grupo de pessoas é “atraído” fortemente pela celebridade e cria resistência ao seu movimento em um salão, por exemplo. Dessa maneira, o grupo dá “massa” àquela celebridade, tornando sua movimentação mais lenta. “A questão do bóson de Higgs é que sempre dizemos que precisamos dele para explicar a massa, mas sua importância real é que precisamos dele para entender o universo”, disse à BBC Tara Shears, física especializada em partículas, da Universidade de Liverpool. “Descobrir a partícula confirma que a abordagem que estamos usando para entender o universo está correta”.
Estas preocupações motivam o esforço do Cern para destacar o bóson de Higgs e outros fenômenos usando o LHC. O Grande Colisor de Hádrons fica em um túnel circular de 27 quilômetros de comprimento na fronteira entre a França e a Suíça, repleto de ímãs que “conduzem” partículas de prótons pelo imenso anel. Em certos pontos do trajeto, o colisor faz com que os feixes de prótons se choquem uns com os outros a uma velocidade próxima à velocidade da luz, para que seja possível detectar outras novas partículas nos resultados da colisão.
Saiba mais sobre o Bóson de Higgs, a ‘partícula de Deus’
Pequisadores reunidos em torno do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) prometeram, para esta terça-feira, um anúncio que pode revolucionar a Física. Os cientistas irão divulgar os resultados da caça do Bóson de Higgs, já chamado de “partícula de Deus”, considerado pela teoria do Modelo Padrão um elemento fundamental no surgimento do universo.
Os experimentos têm sido feitos no imenso acelerador de partículas (o mais potente já construído) do Cern, laboratório da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, na Suíça.
Saiba mais sobre a experiência:
– O que é o Bóson de Higgs?
Segundo teorias da Física, Higgs é uma partícula subatômica considerada uma das matérias-primas básicas da criação do universo. Diferente dos átomos, feitos de massa, as partículas de Higgs não teriam nenhum elemento em sua composição. Elas são importantes porque dão respaldo a uma das mais aceitas teorias acerca do universo – a do Modelo Padrão, que explica como outras partículas obtiveram massa. Segundo essa tese, o universo foi resfriado após o Big Bang, quando uma força invisível, conhecida como Campo de Higgs, formou-se junto de partículas associadas, os Bósons de Higgs, transferindo massa para outras partículas fundamentais.
– Por que a massa é importante?
A massa é a resistência de um objeto às mudanças em sua velocidade. Sem o Campo de Higgs, o universo seria um local muito diferente: partículas viajariam pelo cosmos à velocidade da luz. A forma como o Campo de Higgs transfere massa a outras partículas poderia ser ilustrada com a resistência que um corpo encontra quando tenta nadar em uma piscina. O Campo de Higgs permeia o universo como a água enche uma piscina.
– Como se sabe que o Higgs existe?
Até o momento, não há provas de que Higgs exista. A caça ao Higgs é uma das razões que levaram à construção do imenso acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), do Cern (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), na Suíça. A primeira vez que se falou da partícula foi em 1964, quando seis físicos, incluindo o escocês Peter Higgs, apresentou uma explicação teórica à propriedade da massa. O Modelo Padrão é um manual de instruções para saber como funciona o cosmos, que que explica como as diferentes partículas e forças interagem. Mas a teoria sempre deixou uma lacuna – ao contrário de outras partículas fundamentais, o Higgs nunca foi observado por experimentos.
– Como os cientistas buscam o Bóson de Higgs?
Ironicamente, o Modelo Padrão não prevê a existência de uma massa exata para o Higgs. Aceleradores de partículas como o LHC são utilizados para pesquisar a partícula em um intervalo de massas. O LHC esmaga dois feixes de prótons próximos à velocidade da luz, gerando outras partículas. Não é a primeira vez que se tenta caçar o bóson. A máquina LEP, que funcionou no Cern entre 1989 e 2000, fez tentativas, bem como o acelerador americano Tevatron, desligado este ano. Esses dados ainda estão sendo analisados e podem ajudar a confirmar ou descartar a existência do bóson. O LHC, o mais potente acelerador de partículas já construído, é responsável por parte, apenas, dos experimentos em busca do Bóson de Higgs.
– Quais evidências os cientistas podem encontrar?
O Bóson de Higgs é instável. Caso seja produzido a partir das bilhões de colisões no LHC, o bóson rapidamente se transformará em partículas de massa menor e mais estáveis. Serão essas partículas os indícios que os físicos poderão usar para comprovar a existência do bóson, que aparecerão como ligeiras variações em gráficos usados pelos cientistas. Portanto, a confirmação se dará a partir de uma certeza estatística.
– E se o Bóson de Higgs não for encontrado?
Caso se comprove que o Bóson de Higgs não existe, a teoria do Modelo Padrão teria de ser reescrita. Isso poderia abrir caminho para novas linhas de pesquisa, que podem se tornar revolucionárias na compreensão do universo, da mesma forma que uma lacuna nas teorias da Física acabou levando ao desenvolvimento das teses da mecânica quântica, há um século.
Fonte: Terra
