sábado,
30 de novembro de 2013
Hoje o CERN sinalizou que finalmente pode ter encontrado o bóson de Higgs.
Mas o que é isto, por que alguns o chamam de “partícula de Deus”,
e qual sua importância?
O Giz explica.
O bóson
de Higgs é uma partícula subatômica…
O Modelo Padrão é uma das teorias mais proeminentes (mas
não a única) que tenta descrever como o universo é organizado: as partículas
que formam os átomos, a matéria que existe, e as forças que agem sobre ela.
O modelo padrão faz parte da física de partículas, dedicada a
reduzir nosso universo tão complicado em seus componentes mais simples
Fazemos isso há séculos: começamos com os átomos; depois vieram
prótons, nêutrons e elétrons; e finalmente os quarks e léptons.
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 indivisíveis.
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 – é o bóson.
…que explica porque existe massa no universo…
Só que essa teoria tem uma grande lacuna: por que algumas
partículas têm massa, e outras não?
O modelo 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 por seis físicos –
entre eles Peter Higgs – para cobrir essa lacuna.
…através do campo de Higgs.
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 bóson de Higgs é conhecido por “partícula de Deus”…
O físico Leon Lederman, ganhador do Prêmio Nobel,
publicou em 1993 um
livro sobre o bóson de Higgs, chamado “A Partícula de Deus: Se o Universo
é a resposta, qual é a pergunta?”
No livro, Lederman diz que o bóson de Higgs pode resolver tantos problemas da
física, que só poderia ser considerado uma partícula divina.
Mas a alcunha “partícula de Deus” só veio
porque o editor do livro não gostou da sugestão de Lederman, que
queria chamá-la de Partícula Maldita (Goddamn Particle)
O físico tcheco Luboš Motl apoiou o nome “Partícula de Deus”, e traçou um paralelo entre o
livro Gênesis, da Bíblia, à formação do espaço de Higgs
Motl é ateu, e descreve aqui a versão “cientificamente
correta” da formação do universo.
A expressão “partícula de Deus” é
bastante usada pela mídia, mas os cientistas criticam seu uso por diversos
motivos – entre eles, por criar um debate religioso onde não há
O físico Henrique Xavier, do Instituto de Física da
USP, deixa claro nesta página qual a relação entre a questão teológica e a
descoberta do bóson de Higgs: “nada”
…e pode ter sido descoberto pelo CERN…
Apesar de postulado há cinquenta anos, até hoje ninguém provou
empiricamente a existência do bóson de Higgs.
Há tempos, cientistas usam colisores de partículas para procurar
evidências de que o bóson de Higgs existe.
Na verdade, eles nem sabem qual a massa dessa partícula – e o
modelo não responde isto.
O que fazer?
Verificar, em várias faixas de massa, se existe o bóson de
Higgs.
Os cientistas conseguiram excluir sua existência em diversas
faixas de massa, restringindo-o entre 115 e 141 GeV, ou
gigaelétron-volts.
(Cientistas medem a massa das partículas como se fosse energia,
já que toda massa tem uma equivalência em energia.)
Hoje, o CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares)
divulga que encontrou “sinais claros de uma nova partícula,
ao nível 5 sigma, com massa ao redor de 126 GeV”. 5 sigma
significa 99,9999% de certeza, ou seja, trata-se de algo realmente relevante. “Isto é de fato uma nova partícula. Sabemos que deve ser um
bóson, e este é o bóson mais pesado já encontrado”, diz o
físico Joe Incandela do CERN.
Quer dizer, eles descobriram um novo bóson na faixa de massa do
bóson de Higgs, e que se comporta como ele.
Então eles acharam a partícula sem sombra
de dúvida?
Calma.
Eles estão bem empolgados, mas ao mesmo tempo cautelosos:
“as implicações são bem
significativas, e é precisamente por este motivo que precisamos ser extremamente
diligentes em todos os nossos estudos”
…usando o Grande Colisor de Hádrons, ou LHC.
O LHC 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.
Mas o
bóson de Higgs é difícil de se observar.
Acredita-se que ele só apareça em níveis de energia tão altos
que só poderíamos gerá-lo usando o LHC
Além disso, o bóson de Higgs decai muito rápido – ou seja,
se transforma em outras partículas – e não pode ser visto
diretamente. Mas o modelo padrão prevê como o bóson de Higgs decai:
se for encontrado o mesmo padrão, a teoria se confirma.
Foi isso o que aconteceu: o CERN
descobriu um bóson que se comporta como no modelo padrão.
O LHC é usado por dois grupos de pesquisa independentes, o CMS e o
ATLAS.
Apesar de usarem o mesmo aparelho, os resultados são separados.
Mesmo assim, ambos chegaram à mesma conclusão: há uma nova partícula que pode
ser o bóson de Higgs.
Agora, os dois grupos vão continuar testando como a nova
partícula decai.
Se os resultados seguirem conforme o previsto pelo modelo
padrão, estará confirmado: trata-se mesmo do bóson de Higgs.
Os estudos ainda serão publicados em periódicos científicos.
Mas ele pode não existir…
Pode ser que, aprofundando os estudos, o bóson de
Higgs na verdade não exista.
Se for o caso, este ano os cientistas param de procurar por ele.
“Se percebermos uma falta de eventos
em toda a faixa de massa, então claramente nós vamos começar a desfavorecer a
presença do modelo de Higgs padrão em dados do LHC”, diz um
porta-voz do grupo CMS.
Mas, como lembra o físico Matt Strassler, da Rutgers
University,
não precisamos de um bóson de Higgs para explicar a massa.
Segundo ele, físicos só procuram pela partícula porque é a forma
mais fácil de acessar o campo de Higgs.
Se a partícula não existe, há outras possibilidades.
Por exemplo, é possível que o campo de Higgs não esteja
vinculado a nenhuma partícula.
Pode ser que uma quinta força desconhecida dê massa à matéria.
Ou pode ser que o segredo se esconda na quarta dimensão.
Há diversas teorias alternativas que podem tomar o lugar do
bóson de Higgs – basta provar que ele não existe.
…e por mais que exista, ele ainda deixa muitas perguntas em
aberto.
Se a existência do bóson de Higgs for confirmada, ainda restam
muitas dúvidas.
Ele explica a matéria, objeto central do modelo padrão, mas e o restante?
Acredita-se que apenas 4% do universo é matéria: o
restante seriam matéria escura e energia escura, que podem ser ainda mais
difíceis de se observar.
Como lembra o próprio CERN, a jornada continua.
FONTE: http://gizmodo.uol.com.br/
O QUE É BÓSON DE HIGGS
LEGENDADO
EM PORTUGUÊS
Enviado
em 13/01/2012
Explicação do campo de Higgs
relacionando com o bóson de Higgs traduzido à lingua portuguesa...
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