O CERN (Laboratório Europeu para Física de Partículas), que abriga o famoso Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), acelerador de partículas que fica na Suíça, convidou cinco grandes físicos teóricos – incluindo Peter Higgs, da Universidade de Edimburgo (Escócia), professor de física que deu nome a partícula de Deus – para uma conferência na próxima quarta-feira (4 de julho). Isso gerou especulações de que o bóson de Higgs finalmente foi encontrado. Parece coisa certa que os cientistas de duas missões independentes – CMS e ATLAS – desenhadas para provar a existência da partícula vão anunciar que ela foi finalmente “descoberta”.
O bóson de Higgs
A partícula de Deus foi proposta pela primeira vez por Peter Higgs em 1964, 48 anos atrás. O bóson de Higgs, como foi nomeado, é tido como a chave para entender todo o universo. Isso porque ela é, supostamente, a partícula que dá a todas as outras sua massa – por exemplo, aos átomos, que formam toda a matéria do mundo, inclusive nós.
Isso funciona da seguinte maneira: conforme as partículas viajam através do bóson de Higgs, elas adquirem massa, assim como nadadores atravessando uma piscina ficam molhados. Se não fosse assim, ou seja, sem essa massa, estas partículas viajariam pelo cosmos à velocidade da luz, incapazes de se unir para formar átomos.
O que está jogo na descoberta do bóson de Higgs, portanto, é nada mais, nada menos que todo o Modelo Padrão da Física, a teoria mais bem aceita de que como surgiu a matéria no universo. Se o bóson não existir, os cientistas terão que repensar tudo que conhecem do universo, para explicar de outra forma – talvez com teorias menos aceitas da física – como a matéria ganha sua massa.
5 implicações da descoberta do Bóson de Higgs1 – A origem da massa
O bóson de Higgs é tido como a chave para resolver o mistério da origem da matéria. Ele é associado com um campo, que, adivinhe, tem o nome de campo de Higgs, permeando o universo. Conforme as partículas viajam através dele, elas adquirem massa, assim como nadadores atravessando uma piscina ficam molhados.
“O mecanismo de Higgs é o que nos permite entender como as partículas ganham massa”, afirma João Guimarães da Costa, físico de Harvard e especialista no Modelo Padrão da física no LHC. “Se não houvesse tal mecanismo, tudo seria sem massa”.
Se os físicos confirmarem a existência do bóson, a descoberta também confirmaria esse mecanismo. E talvez ofereça pistas para o próximo mistério, que é por que cada partícula tem uma massa específica. “Isso pode ser parte de uma teoria enorme”, afirma outra física de Harvard, Lisa Randall.
O Modelo Padrão da Física é a teoria reinante das partículas físicas, tratando dos menores constituintes do universo.
Toda partícula prevista nesse modelo já foi descoberta, com exceção de uma: o bóson de Higgs. “É a parte que falta no Modelo Padrão”, comenta Jonas Strandberg, um pesquisador do LHC. “Então, seria uma confirmação de que as teorias que temos estão corretas. Se não acharmos o Higgs, significa que fizemos algumas acepções erradas, e vamos ter que começar de novo”.
Mas o Modelo Padrão não é completo. Ele não abrange a gravidade, por exemplo, e também deixa de fora a matéria escura – que se imagina cobrir 98% do universo. “O Modelo Padrão descreve o que já mensuramos, mas sabemos que não há a gravidade ali, nem a matéria escura”, afirma outro físico do colisor, Willian Murray. “Estão estamos ansiosos para expandir isso e incluir mais coisas”.
A descoberta do bóson de Higgs também ajudaria a explicar como duas forças fundamentais do universo – a eletromagnética, que governa as interações entre partículas carregadas, e a fraca, responsável pela queda radioativa – poderiam ser unidas.
Toda força na natureza está associada com uma partícula. A associada com o eletromagnetismo é o fóton. A força fraca está associada com os bósons W e Z, que têm muita massa, ao contrário do fóton.
O mecanismo de Higgs é tido como o responsável por isso. “Se você introduzir o campo de Higgs, os bósons W e Z se misturam nele, e através disso ganham massa”, comenta Strandberg. “Isso explica porque os bósons W e Z têm massa, e também unifica a força eletromagnética e a fraca na força eletrofraca”.
Apesar de outras evidências terem ajudado na união das duas, a descoberta de Higgs fecharia o acordo. “Isso já é bem sólido”, afirma Murray. “O que queremos é encontrar a prova maior”.
Outra teoria que será afetada com a descoberta do Higgs é a da supersimetria. A ideia é que toda partícula conhecida tem uma “superparceira”, com leves diferenças.
Essa teoria é interessante pois pode ajudar a unificar algumas das forças da natureza, e até eleger um candidato a partícula que forma a matéria escura. Dependendo da massa do bóson de Higgs, pode dar crédito à supersimetria ou dúvida a ela.
“Se o bóson de Higgs tiver pouca massa, que por enquanto é única janela aberta, isso tornaria a supersimetria uma teoria viável”, comenta Strandberg. “Mas ainda teríamos que provar sua existência”.
O Grande Colisor de Hádrons é o maior acelerador de partículas do mundo. Ele foi construído com cerca de 18 bilhões de reais da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN). Encontrar o bóson de Higgs é um dos objetos maiores da empreitada.
A descoberta do Higgs daria validação ao LHC e aos cientistas que vêm trabalhando na pesquisa por muitos anos. “Se o Higgs eventualmente for descoberto, será um grande passo”, afirma Guimarães da Costa. “É importante para o campo, porque construir essas máquinas custa muito dinheiro, e você precisa justificar isso. Se conseguirmos essa importante descoberta sobre o universo, é uma justificativa do porquê do investimento”.
A descoberta também teria implicações para o cientista Peter Higgs e seus colegas, que propuseram o mecanismo Higgs em 1964. “É certo que várias pessoas vão ganhar o prêmio Nobel”, comenta Vivek Sharma, físico da Universidade da Califórnia, e líder da busca pelo Higgs no LHC.
Fonte: Hypescience
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