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| Descoberta do Bóson de Higgs no LHC. O CERN combinou dados de dois experimentos para entender melhor a partícula |
O Modelo Padrão é a teoria mais bem aceita que tenta descrever como o universo é organizado: as partículas subatômicas, as forças fundamentais, e etc.O modelo padrão faz parte da física quântica, e se dedica a reduzir o Universo nos seus componentes mais básicos : quarks, léptons, e bósons gauge.
O modelo padrão postula que a matéria é composta por 12 partículas: seis tipos de quarks, e seis tipos de léptons. Segundo o modelo, quarks e léptons são partículas fundamentais
Além dessas partículas, o modelo padrão reconhece quatro forças fundamentais: gravitacional, eletromagnética, forte e fraca. Cada uma delas tem uma partícula correspondente, que atua sobre a matéria: grávitons, fótons, glúons e bósons W e Z, respectivamente, estas são chamadas de Bósons Gauge
Só que havia algo que o modelo padrão ainda não conseguia explicar: por que algumas partículas têm massa, e outras não? O modelo padrão não explica a existência de massa, só que ela é muito importante. Se não fosse pela massa, todas as partículas fundamentais estariam andando pelo universo à velocidade da luz, sem nunca formar átomos ou matéria.
O mecanismo de Higgs foi proposto em 1964 para explicar isto.
O modelo postula que as partículas não têm massa inerente: na verdade, elas ganham massa passando pelo chamado campo de Higgs. Algumas passam direto por esse campo, sem interagir com ele, e portanto continuam sem massa. Enquanto isso, outras partículas ganham massa: quanto mais elas interagem com o campo, mais pesadas se tornam.
E onde fica esse campo? No universo inteiro. Ele surgiu um trilionésimo de segundo após o Big Bang: todas as partículas criadas não possuíam massa e eram todas iguais. Quando o universo esfriou, criou-se o campo de Higgs, que dá massa às partículas.
Mas, assim como todos os campos de força, ele precisa de uma partícula correspondente. Essa partícula é o bóson de Higgs. Ele é fundamental para a física quântica que conhecemos hoje.
O LHC(Grande Colisor de Hádrons) é o acelerador de partículas do CERN. Ele tem formato de anel, com circunferência de 27km, e fica abaixo do solo na fronteira entre a França e a Suíça. O LHC colide prótons a uma velocidade próxima a da luz para simular as condições do Big Bang. Assim, é possível encontrar partículas e verificar se a teoria do Modelo Padrão está certa. Foi assim que foi encontrado o Bóson de Higgs, através da colisão de prótons no LHC.
Questões em aberto:
Os pesquisadores das colaborações CMS e ATLAS – nomes dos dois experimentos responsáveis pelo achado – ainda são cautelosos ao afirmar que a nova partícula é mesmo o bóson de Higgs.
Os dados mostram além de qualquer dúvida que há uma novidade: uma partícula com energia de 125 GeV (giga-elétronvolts) que decai, entre outras possibilidades, em um par de bósons Z (já conhecidos), que depois se dissolvem em outras partículas. É o resultado desses decaimentos sequenciais que é observado nos detectores do acelerador. A partir dele, os cientistas fazem a “engenharia reversa” do processo para identificar as características originais da partícula.
“Apesar de os eventos [de colisões de partículas no acelerador] sugerirem que estejamos diante do bóson de Higgs, a confirmação de que se trata realmente da partícula predita requer mais medidas comparativas”, afirma Sérgio Novaes, físico da Unesp (Universidade Estadual Paulista) e membro da equipe do CMS.
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