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Bóson de Higgs – “encurralada” a partícula de Deus

Bóson de Higgs – “encurralada” a partícula de Deus
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Os físicos do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern, na sigla em francês) “encurralaram” a partícula conhecida como “bóson de Higgs” – apelidada de “partícula de Deus”, segundo anúncio feito nesta terça-feira (13 dezembro/2011), em Genebra, na Suíça. Os pesquisadores ressaltam, no entanto, que não há dados suficientes para se confirmar que ela foi “descoberta”.

O “bóson de Higgs” é uma partícula hipotética que seria a primeira com massa a existir após o Big Bang e responsável pela existência de massa em outras partículas do Universo. Para encontrá-la, os cientistaS colidem prótons (que ficam no núcleo dos átomos) e procuram entre as partículas que surgem desse impacto.

Dois grupos independentes procuram o Higgs no Grande Colisor de Hádrons, do Cern, na Europa: o Atlas e o CMS-BR. Eles não têm acesso aos dados um do outro e apresentaram seus resultados no mesmo simpósio nesta terça.

A conclusão principal é que os cientistas ainda não acharam o Higgs — mas, se a partícula existe, eles agora sabem onde procurar.

Antes, é preciso entender uma coisa: os cientistas medem a massa das partículas como se fosse energia. Isso porque toda massa tem uma equivalênciaem energia. Sevocê calcula uma, tem o valor das duas. A unidade de medida usada é o gigaelétron-volt, ou “GeV”.

Segundo o grupo Atlas, se o Higgs existir, ele tem uma massa entre 116 GeV e 130 GeV. Os dados do CMS-BR mostram uma faixa bem próxima: entre 115 GeV e 127 GeV. Ou seja: é entre partículas nessa faixa de massa que os cientistas vão procurar.

O brasileiro Sérgio Novaes, da Universidade Estadual Paulista (Unesp), que é membro do CMS-BR, sugere cautela na análise dos resultados. “Os dados não são conclusivos, a gente precisa lembrar sempre isso”, afirmou ele.

Ilustração de uma colisão entre partículas promovida pelo acelerador LHC. É com experimentos como esse que os cientistas estudam partículas como o bóson de Higgs (Foto: Cern)

 

Apresentação

O primeiro grupo a falar foi o Atlas, com a italiana Fabíola Gianotti. Segundo ela, os cientistas já excluíram a possibilidade de encontrar o Higgs entre as partículas que têm entre 141 GeV e 476 GeV.

De acordo com a cientista, o grupo conseguiu reduzir a janela de probabilidade onde a partícula deve estar. Dentro dela, a região onde estão partículas com 126 GeV de massa parece ter indícios fortes da presença do Higgs .

Após o grupo Atlas, Guido Tonelli, do CMS-BR, apresentou os dados de sua equipe. Eles encontraram esses indícios mais fortes do Higgs em uma região um pouco abaixo, mas muito próxima: entre 123 GeV e 124 GeV de massa.

Segundo os pesquisadores, hoje há cinco vezes mais dados do que no momento da última conferência, há seis meses.

Modelo Padrão

Os físicos têm uma teoria para explicar as partículas elementares do Universo – aquelas minúsculas que formam tudo que existe. Essa teoria se chama “Modelo Padrão”.

O Modelo Padrão explica tudo que sabemos sobre o comportamento e o surgimento dessas partículas, menos uma coisa: por que elas têm massa? E essa é uma pergunta muito importante. O fato de as partículas terem massa é a razão pela qual qualquer coisa no mundo tem massa: o Sol, os planetas, eu e você.

É aí que entra o bóson de Higgs. Diversos físicos – entre eles um britânico chamado Peter Higgs – descobriram um mecanismo teórico que tornaria possível que as partículas tivessem massa. Esse mecanismo – batizado de “mecanismo de Higgs” – prevê a existência de um “campo” que interage com tudo que existe no Universo. Essa interação faz com que as partículas ganhem massa.

Para esse campo existir, é preciso também existir uma partícula especial e invisível. Os físicos pegaram essa proposta e aplicaram nos cálculos do Modelo Padrão e tudo fez sentido. A partícula invisível foi batizada em homenagem a Higgs.

Confira:

O que é a física de partículas?
A física de partículas é a ciência que estuda a matéria e suas interações na natureza. É ela que estuda a estrutura dos átomos e suas subdivisões, que formam tudo que existe na natureza

O que é o Modelo Padrão?

É um conjunto de teorias para explicar as interações da natureza e as partículas fundamentais que constituem a matéria. Foi formulada durante a segunda metade do século 20 por uma série de trabalhos de diferentes cientistas, não tem um único “pai”. É nessa teoria que se baseia o estudo contemporâneo da física de partículas.

 O que é o Cern?

O Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern, na sigla em francês) é um laboratório europeu dedicado à pesquisa na física de partículas. Ele mantém na Suíça um acelerador de partículas chamado Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês). Esse aparelho é usado para colidir prótons – partículas que formam o núcleo dos átomos.

 

O colisor de partículas do Cern
(Foto: Maximilien Brice / Cern 16-06-2008)

 

O que os cientistas estão fazendo?

As colisões entre os prótons liberam grande energia e conseguem quebrá-los em partículas ainda menores, que também podem ser detectadas pelo LHC. Das partículas previstas pelo modelo padrão, a única que ainda não havia sido encontrada pelo acelerador era o bóson de Higgs — apelidado de “partícula de Deus”.

 O que é o bóson de Higgs?

Segundo a teoria, o bóson de Higgs é uma partícula responsável pela existência de um campo que permeia todo o Universo, um objeto que surgiu espontaneamente e foi o responsável pelo surgimento da massa das partículas. Sem ele, a matéria não teria massa.

 Por que ele é importante?

A física ainda não conseguiu descobrir qual é a origem da massa das partículas. O bóson de Higgs é a resposta teórica que responde a essa questão.

 O que muda na física se ele for encontrado?

A confirmação da existência do bóson de Higgs não causaria uma guinada nos estudo da física. Pelo contrário, significaria que a teoria que orientou os pesquisadores nos últimos 40 anos está correta. A princípio, a descoberta é importante apenas do ponto de vista teórico e não leva ao desenvolvimento de novas tecnologias.

 E se ele não existir?

Se o bóson de Higgs não existir, significa que existe um furo no modelo padrão. Até agora, esse modelo vinha sendo muito bem sucedido nos demais aspectos, e uma nova teoria teria que incorporar muitas das idéias que ele propõe. O bóson de Higgs é a única partícula prevista pelo modelo que ainda não pôde ser verificada.

Entenda a relação da maior máquina do mundo com a origem do Universo

Quando o acelerador gigante de partículas LHC, na Europa, começou a colidir os primeiros prótons uns contra os outros, muita gente disse que o homem “brincava de Deus” ao construir a maior máquina do mundo – um túnel subterrâneo de27 quilômetros – para reproduzir condições semelhantes às do surgimento do Universo.

 Mas, afinal de contas, o que os prótons – partículas muito pequenas que ficam no núcleo dos átomos – têm a ver com a teoria do Big Bang, segundo a qual o Universo surgiu de uma espécie de explosão há cerca de 14 bilhões de anos?

 Dentro do LHC, a cosmologia – ciência que estuda a história do Universo – e a física quântica – que estuda as partículas menores que existem – se encontram.

 Essa união inusitada só é possível porque, em determinado ponto da evolução do universo, menos de uma pequeníssima fração de segundo após o Big Bang, acredita-se que houve uma grande “sopa” de partículas. Essa mistura esfriou, se expandiu e deu origem a tudo o que conhecemos hoje.

O problema é que a única forma de entender como funcionava essa grande “sopa” é quebrar os objetos em pedaços cada vez menores: moléculas, átomos, prótons e finalmente quarks, léptons e bósons. Para chegar nesses últimos, é necessária tanta energia que só mesmo uma espécie de “pista de corrida” de27 quilômetrosconsegue resolver.

 

Colisão de prótons dentro do LHC

Colisão de prótons dentro do LHC gera informações para o estudo de partículas muito menores do que um átomo. A partir de imagens como essa, gerada dentro de um dos sensores da máquina, cientistas conseguem confirmar as leis mais avançadas da física. (Foto: Divulgação).

 Quando os prótons se chocam dentro do LHC, sensores de última geração analisam seus estilhaços, formados por essas minúsculas partículas. Por meio de “fotos” da colisão é possível entender o comportamento delas, e analisar como se comportariam dentro da “sopa primordial” que deu origem às estrelas e planetas.

  

Fonte:

G1 – globo.com

Ciência e Saúde

 

 

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