Afinal, o que é o bosão de Higgs: E o que é que o CERN descobriu?

17-06-2013 15:41

 

O bosão1 de Higgs é a peça que falta(va) para se perceber a origem da massa das partículas elementares, como o eletrão. Mas será que saber porque é que elas pesam justifica os 13 mil milhões de euros gastos no LHC ao longo dos últimos 20 anos? E, afinal, o que é que se descobriu?

 

Fig. 1: Tabela periódica da Física de Partículas.

 

    Para responder a isso, primeiro é necessário espreitar pela janela dos físicos de partículas e ver como eles imaginam o Universo: umas partículas – os fermiões, de spin semi-inteiro (como o eletrão, com s=1/2) – a trocarem mensagens entre si, usando outras partículas – os bosões, de spin inteiro (como o fotão, com s=1) – mediadoras das forças, na teoria conhecida por Modelo Padrão (MP): por exemplo, num átomo um eletrão e um protão interagem eletromagneticamente por estarem constantemente a trocar fotões.

    Os protões e os neutrões não são partículas elementares, mas antes constituídos por outras mais pequenas, chamadas quarks (da mesma forma que um átomo é feito de um núcleo e uma nuvem eletrónica). Para além destes, há ainda o eletrão e os seus primos, os leptões. Já os mensageiros dividem-se em 3 tipos: os da força forte, chamados gluões – ou supercolatrêsões para os amigos, porque mantêm os quarks ligados nos núcleos atómicos – o fotão, responsável pela interação eletromagnética – que mantém os eletrões ligados aos núcleos atómicos, formando átomos – e os bosões W+, W e Z 0, da interação fraca, importante no decaimento radioativo – e a razão pela qual existe matéria no Universo2 . Onde é que aparece o bosão de Higgs nesta história? Para perceber isso é necessário seguir Alice e entrar no reino dos espelhos: a física das simetrias.

    A física teórica Emmy Noether provou, há quase 100 anos, que a cada simetria de um sistema está associada uma lei de conservação: a energia conserva-se se houver simetria para as translações no tempo e o momento linear se houver simetria para as translações no espaço. Imagine -se um cilindro de comprimento infinito: como todos os pontos no eixo do cilindro são equivalentes (veem o sistema da mesma forma) o momento linear conserva-se nessa direção. Como estes pontos não são equivalentes aos que estão na superfície do cilindro, o momento não se conserva na direção perpendicular ao eixo. A carga elétrica, também ela, conserva-se devido a uma simetria (de Gauge3 ).

    Outras simetrias correspondem a diferentes quantidades conservadas, e todas as simetrias de Gauge têm campos associados, quantificados em pacotes (quantum) de energia, da mesma forma que os EUA têm o dólar associado, quantificado em pacotes de dinheiro (moedas). A simetria que conserva a carga tem o campo eletromagnético associado, quantificado em fotões (o mediador da força eletromagnética). Associada à interação fraca existem três quantificadores, W+, W e Z0. Estas partículas, chamadas bosões de Gauge (sim, são bosões, têm spin inteiro) têm s=1, mas apenas 2 graus de liberdade (ou polarizações4). Se só tiverem 2 polarizações, os bosões de Gauge podem viajar à velocidade da luz (pelo que, segundo a relatividade restrita, não têm massa). Mas se tiverem uma 3ª – na direção do seu deslocamento – como, em parte, andarão a uma velocidade superior à velocidade média, esta tem de ser inferior à da luz (e, diz a relatividade, então terão massa). Conclusão: estes bosões de Gauge, tendo apenas duas polarizações, não deveriam ter massa. Como não se observam partículas com estas características, ou se deita a teoria fora a e começa-se de novo, ou se procura algo que resolva o problema. E, mais uma vez, voltamos à física dos espelhos, mas agora espelhos partidos.

 

1 Lê-se ‘bósão’, não ‘busão’.

2 Ver simetria matéria/antimatéria e violação CP.

3 Para saber mais sobre simetrias de Gauge aconselha-se a consulta de um manual de eletromagnetismo.

4 A polarização indica a direção de vibração do campo quando a partícula mediadora se propaga. Alguns óculos 3D funcionam per-mitindo a passagem por uma lente de uma só polarização e pela segunda da outra, de modo a que a cada olho só chegam fotões com determinada polarização.

 

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    Há mais de 50 anos, Jeffrey Goldstone provou que para haver uma quebra espontânea de simetria num sistema tem de existir uma nova partícula: um bosão de Goldstone, com s=0 (1 só grau de liberdade). Vamos por partes: Diz-se que ocorre uma quebra espontânea de simetria quando um sistema, inicialmente simétrico, deixa de o ser apesar de as leis continuarem simétricas. Imagine-se um palito cilíndrico que é apertado nos seus extremos até dobrar: as leis são sempre simétricas, mas o palito, ao dobrar para um dos lados, deixa de o ser. Noutro exemplo, os spins das partículas numa esfera ferromagnética distribuem-se aleatoriamente, e por isso o material é simétrico para todas as direções. Ao diminuir a temperatura os spins vão tomar alguma direção preferencial e alinhar-se ao longo dela. Essa direção pode ser uma qualquer, pois as leis são simétricas, mas quando o sistema “cai” para uma em particular, deixa de ser simétrico e adquire uma magnetização.

    E, FINALMENTE, o Higgs! Se assumirmos que, à semelhança do campo eletromagnético, há outro campo – vamos chamar-lhe campo de Higgs – distribuído em todo o espaço e com valor médio diferente de zero – a principal diferença em relação aos outros campos – a simetria de Gauge da interação fraca é quebrada para o sistema (apesar de ser preservada nas leis físicas, o que é crucial para a teoria) e devem então existir 4 bosões de Goldstone (ver figura 1) associados (devido à quantidade de simetrias quebradas). Três deles juntam-se aos bosões W+, W e Z0 – mediadores da interação fraca – constituindo a terceira polarização que faltava a cada uma destas partículas e, assim, cada bosão continua com s=1, mas agora já terá 3 graus de liberdade, ou seja, já terá massa! Note-se que nem os bosões de Goldstone nem os de Gauge têm massa, mas o conjunto sim. Isto é tão estranho como o Oxigénio (O) ser um comburente, o Hidrogénio (H) um combustível, e, juntos, formarem água (H2O), que permite apagar o fogo. Quando as partículas se juntam ganham propriedades novas, algumas que nenhuma das partes tinha anteriormente.

 

O Modelo Padrão junta a mecânica quântica e a relatividade restrita, e funde as interações eletromagnética e nuclear fraca. Ao longo da história ocorreram poucas fusões de fenómenos aparentemente distintos, mas todas tiveram implicações enormes: a junção dos fenómenos terrestres e celestes, por Newton (séc. XVII) permitiu, 3 séculos depois, colocar satélites em órbita da Terra. A união da eletricidade e do magnetismo, por Maxwell (séc. XIX), abriu caminho para a sociedade atual, baseada na energia elétrica.

 

    A teoria permite relacionar as massas dos bosões W± e Z0, e explica porque é que a força fraca – ao contrário da eletromagnética – é de curto alcance: os mediadores são partículas com massa. Glashow, Weinberg e Salam receberam o prémio Nobel pela sua explicação da teoria eletrofraca em 1979 e, em 1984, um ano após a sua descoberta no CERN, foram os líderes das experiências, Rubbia e van der Meer, a receber a distinção.

    Brout e Englert5 ; Higgs6;7; Guralnik e Hagen e ainda Kibble, propuseram o que hoje é conhecido como campo de Higgs em 1964, inspirando-se na teoria BCS8 para supercondutores (materiais sem resistência elétrica). Este campo estará em todo o lado e é impossível “desligá-lo”. Segundo esta teoria, o espaço vazio é apenas desprovido de partículas, mas contém sempre o campo de Higgs. Imagine-se um espaço cheio de nevoeiro: ainda que não esteja lá ninguém (partículas) o nevoeiro (campo de Higgs) mantém-se lá. E o nevoeiro “atrapalha” a vida dos seres vivos: se não houvesse nevoeiro, as pessoas deslocar-se-íam à velocidade máxima possível (pois não teriam massa). Com nevoeiro, sendo ele relativamente opaco à luz visível, o ser humano terá um campo de visão limitado, e por isso andará mais lentamente: o nevoeiro aumentou a inércia da pessoa. Se outro animal vir mais na gama dos ultravioleta e o nevoeiro for menos opaco para eles, então o animal verá mais do que o ser humano e, por isso, não será tão atrasado: ganha menos inércia. Se um terceiro usar infravermelhos para ver e o nevoeiro for muito opaco a estes, a sua inércia aumentará ainda mais. A única forma de a inércia não aumentar é se o nevoeiro for transparente para o tipo de luz que for usado para ver.

    A conclusão é que o campo de Higgs (nevoeiro) dá massa (inércia) às partículas elementares, dando mais (quark top) ou menos (eletrão) dependendo da interação da partícula com o campo (opacidade do nevoeiro ao tipo de luz vista pelo ser vivo). É assim que se pensa que as partículas elementares adquirem massa, e sem o campo de Higgs (ou algo parecido) a teoria diz que não teriam. Sem massa, os eletrões deslocar-se-iam à velocidade da luz e não seriam capturados, formando átomos. Sem átomos... bem, sem átomos não estarias a ler este artigo. É por isso que o campo de Higgs é tão importante, ele dá massa às partículas elementares com as quais interage.

 

O campo de Higgs gera a massa das partículas elementares, o que é crucial para a matéria se poder agrupar nas estruturas conhecidas. MAS ATENÇÃO: a massa das partículas compostas (como o protão e o neutrão) surge como resultado de outros fenómenos já conhecidos. Se juntarmos a massa dos quarks (que constituem os protões e neutrões) e a dos eletrões, teremos apenas 2% da massa total do nosso corpo! E lembra-te que a matéria bariónica, de que somos feitos, corresponde apenas a 1/6 da massa total do Universo…

 

5 http://prl.aps.org/pdf/PRL/v13/i9/p321_1

6 http://prl.aps.org/pdf/PRL/v13/i16/p508_1

7 O artigo em que Peter Higgs introduziu o mecanismo com o seu nome foi recusado pela Physics Letters por “não ter qual-quer relevância evidente para a 4 Física”. Após adicionar outro parágrafo, prevendo o novo bosão, enviou-o para outra revista, a Physical Review Letters, onde foi finalmente publicado.

8 Proposta em 57, a teoria BCS valeria o prémio Nobel aos seus autores, Bardeen, Cooper e Schrieffer, em 1972.

 

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    Se estiveste com atenção, talvez estejas um pouco irritado. Ainda não se falou do bosão de Higgs e um dos 4 bosões de Goldstone (ver figura 1) gerados pela quebra espontânea da simetria de Gauge da interação fraca causada pelo campo de Higgs ficou de lado... já deves estar a fazer a ligação: o 4º bosão de Gauge (de massa e spin nulos) é o bosão de Higgs... mas como o bosão de Higgs também interage com o campo, tal como outras partículas elementares, ele ganha massa dessa forma. Infelizmente o MP não permite prever a sua massa (nem a das outras partículas), é um parâmetro que terá de ser descoberto pela experiência.

 

O bosão de Higgs é o pacote de energia do campo de Higgs. Ao abrir uma janela, a energia transferida vai fazer com que alguma zona fique com maior concentração de nevoeiro do que a média. Essa concentração excessiva é o bosão de Higgs. Nesta analogia, o fotão é a mesma coisa se o nevoeiro for semelhante ao campo eletromagnético – mas para este a concentração do nevoeiro é em média 0, ao contrário do de Higgs.

 

Portanto, para os bosões W± e Z⁰ terem massa no Modelo Padrão (e se unificar o eletromagnetismo e a interação fraca) tem de existir um campo de Higgs (o mesmo que explica porque é que as partículas elementares têm massa). Se este campo existir, prevê-se uma nova partícula, o bosão de Higgs. Vamos então procurá-lo.

 

 

Entretanto, no mundo das experiências

 

    Nos primeiros anos a procura pelo bosão de Higgs foi limitada, ainda não se sabia bem como o ver, e, em 1976, quando Ellis, Nanopoulos e Gaillard propuseram uma forma de o criar, escreveram “Pedimos desculpa aos experimentalistas por não sabermos qual a massa do bosão de Higgs... e por não ter a certeza dos seus acoplamentos9 com outras partículas, exceto que serão provavelmente muito pequenos. Por estas razões, não queremos encorajar grandes pesquisas experimentais pelo bosão de Higgs.”.

    Sendo muito massivo, o bosão de Higgs é bastante instável e muito radioativo. É tão instável que decai antes de percorrer qualquer distância mensurável no detetor: apenas se conseguem observar os produtos do seu decaimento. A teoria desenvolveu-se e hoje já se conhecem bem os seus modos de decaimento (fig 2), mas como o MP não prevê qual a massa do bosão de Higgs e a probabilidade de cada decaimento depende dela, a observação experimental torna-se mais difícil.

 

Fig. 2: Probabilidade de cada decaimento do bosão de Higgs.

Marcada a verde a massa do novo bosão descoberto no CERN.

 

   

    Durante a década de 1990 o acelerador LEP, no CERN, fez procuras extensivas pelo Higgs – e medidas de grande precisão do Modelo Padrão, especialmente a massa dos bosões Z0 e W± – e restringiu a massa do bosão de Higgs a um mínimo de 114 (GeV/c2 )10, com 95% de confiança. Desde os anos 80 até meados de 2011, o acelerador americano Tevatron11, em Chicago, também procurou o Higgs e confirmou os resultados do LEP, excluindo ainda a região de 147 a 180 (GeV/c2). Na década de 1990, quando o LEP ainda estava em funcionamento, o CERN aprovou a construção de um novo acelerador de protões – LHC, desenvolvido para atingir uma energia no centro de massa da colisão de 14 TeV12 – e 4 detetores – ATLAS, CMS, LHCb e ALICE – que foram instalados no túnel do LEP.

 

 

Qual é a semelhança entre um físico experimental de partículas e uma criança de 2 anos?

Ambos tentam descobrir como é que os brinquedos funcionam atirando-os contra tudo o que podem.

 

9  Probabilidade de serem criados numa dada interação e probabilidade de decaírem de determinada forma.

10 GeV/c2 é uma unidade de massa usada frequentemente por físicos. Corresponde aproximadamente à massa de 1 protão (E=mc2).

11 O seu grande resultado foi a descoberta do quark top, confirmando a previsão do MP feita por Kobayashi e Maskawa, que lhes valeu o Nobel em 2008.

12 1 TeV = 1000 GeV. 14 TeV/c2 corresponde aproximadamente à energia cinética média de um mosquito (1 μJ), mas concentrado em 2 protões significa que eles se deslocam a 99,999999% da velocidade da luz.

 

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Como cozinhar um bosão de Higgs

 

Ingredientes:

 

• 1 Acelerador de partículas;

• 2 Detetores (para atingirem os resultados independentemente);

• Computadores q.b.;

• Alguns milhares de toneladas de físicos e engenheiros;

• ¼ da energia elétrica consumida na cidade de Lisboa;

• 1 Chávena de água.

 

Modo de preparação:

  1. Usa os engenheiros e 1/5 dos físicos para montar o acelerador e os detetores;
  2. Põe os físicos que sobram a fazer simulações computacionais para prever o comportamento dos detetores e os resultados esperados. Acompanha a preparação com cuidado, ou começarão a jogar Pacman;
  3. Retira uma gota muito pequena da chávena e, com uma pitada de energia elétrica, parte cada molécula em 3 partes. Usa o resto da água para regar as plantas;
  4. Pega nas partes mais pequenas de cada molécula, descasca-as e coloca-as no acelerador a um ritmo constante;
  5. Usa a energia elétrica para aquecer até 1016 ºC (mil milhões de vezes mais quente que o centro do sol) e deixa cozer durante 2 anos. Não te esqueças de continuar a adicionar partículas;
  6. Usa os físicos e computadores do passo 2 para analisar os resultados obtidos;

Se tudo correr bem (e a Natureza deixar), encontraste o bosão de Higgs.

 

    Se existir, o bosão de Higgs pode ser criado no CERN em vários processos, mas em média só é produzido 1 em cada 10 mil milhões (1010) de colisões. É muito mais provável produzir outras partículas já bem conhecidas, que criam um fundo contínuo que esconde o sinal. Em 2011 e 2012, registaram-se nos detetores ATLAS e CMS 2x1015 colisões (25 fb-1) em cada, ou seja, terão sido produzidos cerca de 200 mil milhões de bosões de Higgs. Se cada colisão de protões fosse um grão de areia de 1mm, o nº total de colisões dava para encher completamente o Estádio da Luz, e destes apenas uma mão cheia corresponderia à criação de bosões de Higgs.

    Atendendo também às diferentes formas como o bosão de Higgs pode decair, haverá várias assinaturas experimentais da sua criação e decaimento. As melhores não são aquelas que produzem mais eventos, mas as que o fazem em proporção ao fundo contínuo de outros processos conhecidos. É mais fácil encontrar uma camisola azul se forem usadas por dez pessoas num grupo de cem do que por mil num milhão.

    Uma assinatura clara é a da fig. 3. Quando 2 protões colidem, um quark de cada um emite um bosão W+/W (lembra-te que o protão não é elementar) transformando-se noutros quarks. Os W+/W “fundem-se” num bosão de Higgs, e este decai rapidamente para 2 fotões. No final da colisão, podem-se ver sinais de 2 fotões e 2 quarks.

 

Fig. 3: Diagrama de Feynman de um processo de criação e decaimento do bosão de Higgs.

 

    Repara que cada vez que se encontra um evento com esta assinatura experimental não se pode dizer que foi detetado um bosão de Higgs! Há muitos outros processos já conhecidos que criam um fundo contínuo com o mesmo aspeto. Apenas tendo uma estatística elevada se pode concluir que se encontrou uma partícula nova, mesmo não sabendo nunca se uma deteção em particular corresponde ao decaimento de um bosão de Higgs. É como ter um dado ligeiramente viciado, que cai no seis 1% mais frequentemente que nos outros, e tentar provar isso. Se num lançamento sair seis, não sabemos se ele está ou não viciado. Nem se sair 3 vezes seguidas, apesar de ser improvável. Para isso temos de repetir muitas vezes a experiência de lançar o dado e se no gráfico das frequências se vir uma variação significativa em relação ao esperado pode-se então afirmar que o dado está viciado. Para que o resultado seja convincente, deve-se indicar a probabilidade de flutuações estatísticas13 serem suficientes para explicar o desvio. Se essa probabilidade for muito pequena (p.e. 1 em mil), pode-se afirmar com confiança que o dado está viciado.

 

Fig. 4: Evento detetado na experiência CMS com uma energia no centro de massa de 8 TeV.

O evento mostra características esperadas do decaimento de um bosão de Higgs em 2 fotões (tracejado amarelo + colunas verdes).

O evento também pode ser proveniente de outros processos conhecidos do Modelo Padrão.

 

 

    A 4 de julho de 2012, as experiências CMS e ATLAS anunciaram a descoberta de uma nova partícula, um bosão, compatível com o bosão de Higgs14 . Para isso foram medidas, para cada assinatura experimental, as frequências com que determinadas características foram observadas. Na fig. 5 veem-se os resultados na amostra com 2 fotões (pontos a preto) em função da massa da partícula que, ao decair, os terá originado. Ajustando uma curva aos dados, observa-se claramente um excesso de eventos próximo dos 127 GeV/c2. Para se poder afirmar que foi descoberta uma nova partícula é necessário saber qual a probabilidade de obter este desvio devido somente a flutuações estatísticas.

 

Fig. 5: Distribuição da massa invariante de candidatos a H ->γγ.

 

    Na fig. 6 encontra-se o resultado da combinação das várias assinaturas experimentais usadas (H->γγ e H->ZZ*->4l15) e verifica-se que essa probabilidade (P0) é da ordem de 10-23 (10σ16): menor do que a probabilidade de atirar uma moeda ao ar 70 vezes e sair sempre cara! Claramente foi descoberta uma nova partícula, com aproximadamente 126 GeV/c2 de massa (tanto como 7 moléculas de água) e que, por decair em 2 fotões, poderá apenas ter spin 0 (como se prevê para o bosão de Higgs do Modelo Padrão) ou 2.

 

Fig. 6: Probabilidade do sinal ser causado por flutuações estatísticas do MP (sem Higgs).

 

    É também interessante notar a diferença entre o valor observado e o que seria de esperar para o bosão de Higgs do MP (2.5σ=1%). Isto indica que é pouco provável que os picos observados nas várias assinaturas provenham de uma só partícula, o que indicia para mais do que uma nova partícula descoberta. Contudo, o valor ainda é muito alto, os físicos de partículas só ficam satisfeitos quando a probabilidade de ser flutuação for menor a uma num milhão (5σ).

    A fig. 7 mostra as forças do sinal observado em cada assinatura em relação ao valor esperado pelo bosão de Higgs do Modelo Padrão, 1. Também aqui se observam algumas discrepâncias em relação ao previsto (mais uma vez não muito fortes). São necessários mais dados para resolver estes mistérios, que se poderão obter quando o LHC reabrir em 2015 (parou no início de 2013 para sofrer upgrades).

 

Fig. 7: Força do sinal observado para cada assinatura experimental.

 

    Outra medida fundamental é o spin/paridade (Sπ) da nova partícula. O spin mede a quantidade de rotação intrínseca da partícula e a paridade indica como se comporta vista ao espelho, pelo que as distribuições espaciais permitem distinguir entre os diferentes valores possíveis. O bosão de Higgs do MP deve ter 0+. Na última coluna da tabela podem-se ver as probabilidade de cada hipótese possível explicar melhor os dados para a assinatura experimental H->ZZ*->4l que a 0+. Novamente os resultados não são ainda suficientemente conclusivos, mas suportam favoravelmente a hipótese 0+.

 

 

13 Ao lançar várias vezes o dado, a frequência de cada resultado não vai ser sempre constante, vai flutuar em torno do valor esperado, sendo a diferença cada vez menor quanto maior o nº de repetições.

14 Os resultados apresentados são os últimos publicados, em Março e Abril de 2013, não os originais.

15 l representa um leptão, isto é, um eletrão ou um dos seus primos.

16 Forma de medir a probabilidade. 1σ=32%, 2σ=4.5%, 3σ=0.27%

 

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    Concluindo, o CERN descobriu claramente (pelo menos) uma nova partícula, que tem características próximas do bosão de Higgs do MP, mas são necessários mais dados para poder afirmar se é realmente ele (o bosão de Higgs) ou outra partícula muito parecida (um bosão de Higgs de outra teoria). A descoberta deste bosão de Higgs17, com as características observadas, poderá ajudar a discriminar entre o Modelo Padrão e outras teorias que o tentam complementar (ex: supersimetria, teorias com dimensões extra). Na verdade, sabe-se que o Modelo Padrão não pode ser a teoria final, pois deixa várias questões por esclarecer: não inclui a força mais evidente no dia a dia, a gravidade, nem explica porque é que ela é tão mais fraca do que as outras três, e também não explica a origem da matéria e da energia escura, que compõem 95% do Universo.

    O LHC irá explorar estas e outras questões em aberto, colocando o MP e teorias alternativas à prova18 (ex: partículas supersimétricas); procurar indícios de produção de matéria escura; investigar os mecanismos da quebra de simetria matéria/antimatéria18 (a razão pela qual existe mais matéria no Universo); estudar o plasma de quarks e gluões18, que deverá apresentar indícios que ajudem a explicar a estrutura do Universo; aumentar a precisão dos parâmetros do Modelo Padrão18, fundamental para diminuir a incerteza das previsões e testar a teoria a níveis sem precedentes; estudar a hipótese de as partículas hoje consideradas fundamentais terem, na verdade, uma estrutura interna18, em particular o quark top, quase 100 mil vezes mais pesado que o quark up; criar e estudar quantidades maiores de antimatéria18 do que em qualquer outra experiência até hoje.

    Neste processo, são formados profissionais altamente qualificados, – muitos levando essa mais-valia para a indústria –, são desenvolvidas tecnologias inovadoras e com várias aplicações (detetores, supercondutores, processamento informático) e valorizam-se as empresas que colaboram com a experiência pelo conhecimento de ponta adquirido e pela valorização económica. Por cada € investido ao longo destes 20 anos no projeto do LHC, as empresas receberam em média um retorno de 3.5€: uma valorização de 6.5% ao ano, mais do que os juros que Portugal paga atualmente em qualquer maturidade (2, 5 ou 10 anos). Por todas estas razões, os 13 mil milhões de € gastos pela comunidade internacional ao longo de 20 anos no LHC, sensivelmente o mesmo custo do TGV Lisboa-Madrid e do novo Aeroporto de Lisboa combinados (e menos que o orçamento anual da NASA), são extremamente bem investidos. De facto, Portugal ganharia dinheiro ao endividar-se para investir no LHC! Considere-se assim todo o avanço científico proporcionado, que levou a Humanidade a ver mais longe do que alguma vez o fez, um “bónus”, e seja o argumento económico a justificar o investimento nesta experiência, que contou com a colaboração de cerca de 150 físicos, engenheiros e estudantes Portugueses, dos quais se deve destacar Gaspar Barreira (diretor do LIP19), Amélia Maio e João Varela (coordenadores das equipas portuguesas de ATLAS e CMS).

 

Resumindo, o Modelo Padrão é a teoria atualmente aceite pela comunidade científica para explicar o comportamento do Universo à escala das partículas (e com consequências muito importantes noutras, incluindo à escala do Universo) e teve sucesso fazendo várias previsões confirmadas experimentalmente (nalguns casos décadas depois). Este modelo inclui o campo de Higgs, fundamental para explicar a origem da massa das partículas elementares. Se este campo existir, deve haver uma nova partícula, o bosão de Higgs, com massa, e spin/paridade 0+. O CERN descobriu uma nova partícula com características muito semelhantes às previstas. Este bosão de Higgs descoberto pode não ser exatamente o do Modelo Padrão e, para o saber, é necessário ligar o “forno” durante mais alguns anos, para obter mais dados. Se a corrida pelas leis fundamentais que governam o Universo for um peddy-paper, encontrámos a nova pista e, agora, é necessário estudá-la com cuidado…

 

17 Esta descoberta já mereceu a distinção atribuída a 7 líderes das experiências ATLAS e CMS pela Fundamental Physics Prize Foundation, no valor de 3 milhões de Dólares, o equivalente a 3 prémios Nobel.

18 Desde a entrada em funcionamento do LHC, o CERN já publicou vários resultados em todas estas áreas.

19 Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas.

 

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Emiliano Pinto, aluno do 2º Ano do Mestrado em Física Nuclear e Partículas, FCUL.

Horizon Magazine - Nova revista do Departamento de Fisica da Faculdade de Ciencias da Universidade de Lisboa, Edição 0.

 

Ver original e respetiva revista em: http://horizon.fc.ul.pt/?q=content/edicao_0

 

Tópico: Comentários

Bosão de Higgs

Data: 21-06-2013 | De: Graciete Virgínia Rietsch Monteiro Fernandes

Este assunto já é bem mais difícil .Preciso de tempo para o ler e compreender, principalmente agora que ando um pouco cansada. Mas vou ler com atenção e irei pondo as minhas dúvidas. Muito obrigada e um abraço.

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