7 perguntas sobre o bóson de Higgs

O bóson de Higgs, identificado pelos físicos do CERN, é uma peça importante no quebra-cabeça da física moderna.


A Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) divulgou, no dia 04 de julho de 2012, que cientistas trabalhando no Grande Colisor de Hádrons observaram uma partícula que – ao que tudo indica – corresponde ao bóson de Higgs, cuja existência havia sido prevista teoricamente. Apelidado, por alguns, de partícula de Deus, o bóson de Higgs é uma peça fundamental no quebra-cabeça da física moderna. A comprovação experimental da sua existência é um importante marco para a ciência. Veja alguns detalhes sobre a descoberta.


1. A existência do bóson de Higgs está comprovada?


Pode-se dizer que sim, embora não haja 100% de certeza. Dois experimentos diferentes realizados no Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça, detectaram uma partícula cujas características correspondem ao bóson de Higgs. Os cientistas estimam que a chance de a partícula encontrada não ser esse bóson é de apenas uma em cerca de 3,5 milhões. É um grau de certeza muito alto.


Ainda assim, os físicos são cautelosos ao apresentar suas conclusões. Eles dizem que ainda há muito trabalho pela frente para afastar essa leve incerteza. A chance de que haja algum erro experimental também não está totalmente descartada. Mas os resultados são consistentes e plausíveis.


2. Qual é a importância dessa descoberta?


O bóson de Higgs foi previsto como parte do chamado Modelo Padrão, usado na física moderna para explicar a constituição da matéria. Era a única partícula prevista nesse modelo que ainda não havia sido observada experimentalmente. A comprovação experimental mostra que o Modelo Padrão está correto.


Se, ao contrário, os físicos descobrissem que o bóson de Higgs não existe, teriam de elaborar um novo modelo. Nesse caso, muitos estudos realizados nas últimas décadas precisariam ser revistos. 


3. Por que o nome é bóson de Higgs?


Bóson é uma classe de partículas subatômicas previstas no Modelo Padrão. Higgs é um dos cientistas que contribuíram para a elaboração dessa teoria nos anos 60. 


O escocês Peter Higgs, hoje com 83 anos, compareceu ao evento do CERN em que foram apresentados os resultados dos experimentos. Ele se declarou emocionado e disse que não esperava que a existência da partícula fosse comprovada enquanto ele estivesse vivo. Em sua visão, isso ainda poderia demorar décadas para acontecer.


4. Por que o bóson foi apelidado de “partícula de Deus”?


Embora a partícula leve o nome de Higgs, importantes trabalhos teóricos também foram desenvolvidos pelos físicos belgas Robert Brout e François Englert. O bóson de Higgs ficou conhecido como "partícula de Deus", porque, assim como Deus, estaria em todas as partes, mas é difícil de definir. Mas a eral origem é bem menos poética.


A expressão vem de um livro do físico ganhador do prêmio Nobel Leon Lederman, cujo esboço de título era "A Partícula Maldita" ("The Goddamn Particle", no original), em alusão às frustrações de tentar encontrá-la. O título foi, depois, cortado para "A Partícula de Deus" por seu editor, aparentemente temeroso de que a palavra "maldita" fosse ofensiva.


5. Como foi feita a observação do bóson?


Os físicos usaram o gigantesco acelerador de partículas LHC para realizar colisões de prótons em velocidades próximas à da luz. Esses choques de prótons provocam a emissão de outras partículas subatômicas, ainda menores que eles.


Embora não seja possível observar essas partículas diretamente, podem-se encontrar indícios da presença delas por meio de detectores também gigantescos. Os dados coletados em dois dos detectores do LHC – o Atlas e o CMS – indicam que o bóson de Higgs está entre as partículas liberadas nas colisões.


6. Por que só agora essa partícula foi encontrada?


A busca demorou décadas e exigiu a construção de aceleradores de partículas cada vez mais potentes. O Modelo Padrão prevê várias coisas sobre o bóson de Higgs, mas não prevê sua massa. Quanto maior a massa de uma partícula, mais poderoso precisa ser o acelerador para estudá-la.


O CERN começou pesquisando o bóson em seu antigo acelerador LEP, desativado em 2000. Como não obteve sucesso, ficou claro que a partícula tinha massa elevada e exigiria um equipamento mais poderoso que o LEP. Novos experimentos foram feitos no Tevatron, acelerador que funcionou até 2011 no Femilab, nos Estados Unidos.


Os cientistas do Fermilab concluíram que o bóson deveria estar na faixa de 115 a 135 gigaelétron-volt (GeV – como massa e energia estão relacionadas pela equação e=mc², os físicos usam essa unidade de energia para indicar a massa das partículas). O LHC, que entrou em operação regular em 2010, é o mais potente acelerador já construído. Com ele, foi possível detectar o bóson e estimar sua massa entre 125 e 126 GeV, bem no meio da faixa prevista pela equipe do Fermilab. 


7. Feita a descoberta, qual é o próximo passo?


A primeira tarefa para os físicos é determinar a massa da partícula detectada no LHC com mais precisão. Depois, eles terão de estudar suas características e verificar se elas correspondem àquelas previstas na teoria. Isso vai aumentar a certeza de que ela é mesmo o bóson de Higgs e não alguma partícula exótica até então desconhecida.


Por Maurício Grego.


Fonte: Texto e Foto de http://www.universitario.com.br