A busca pelo bóson de Higgs é um momento muito importante da história da Física. Sua existência, se comprovada, fundamenta um conceito importante da Física moderna, explicando porque as partículas elementares (como prótons, elétrons e nêutrons) têm massa. Mas, mesmo se os cientistas do Grande Colisor de Hádrons (conhecido pela sigla em inglês LHC) confirmarem que não foi possível encontrá-lo, para a ciência a notícia é ainda mais atordoante: significa que é preciso voltar aos livros e achar uma outra explicação para o fenômeno.
Cientistas do CERN, onde fica o LHC, vão anunciar nesta terça-feira (13) novas descobertas sobre o bóson, mas ainda não se sabe se vão confirmar sua existência.
Lisa Randall, física teórica da Universidade de Harvard e autora de livros sobre física de partículas e cosmologia, responde às principais dúvidas de leigos sobre o bóson de Higgs:
NYT: O que é o bóson de Higgs e qual sua importância?Lisa Randall: O nome Higgs se refere a pelo menos quatro coisas diferentes. Primeiro, existe o mecanismo de Higgs, que é o verdadeiro responsável pelas massas das partículas elementares. É um pouco difícil de explicar, mas entenda que seria algo como uma carga – não uma carga elétrica – que permeia o vácuo, onde não há partícula nenhuma.
Essas “cargas” são associados a um campo de HIggs. Quando as partículas passam por este campo, elas interagem com essas “cargas” e esta interação é que as faz agir como se tivessem massa. Partículas mais pesadas são mais afetadas, partículas mais leves, menos. Desta forma, o mecanismo de Higgs é essencial para as massas das partículas.
A partícula de Higgs, também chamada de bóson de Higgs, seria um vestígio do mecanismo de Higgs, uma prova real que ele aconteceu. É isso que os físicos estão procurando. Ao contrário do que se imagina, quem dá massa é o campo – não o bóson. Mas a descoberta de um bóson significaria que este mecanismo realmente existe e nos ajudaria a estabelecer como verdadeira a teoria que fundamenta o mecanismo de Higgs e o resto das teorias básicas da Física moderna.
E claro, Higgs também é o nome do físico que criou essa teoria, Peter Higgs, que junto com outros cientistas, será um possível nome ao Prêmio Nobel quando a partícula for descoberta.
No modelo mais simples do mecanismo de Higgs, o bóson tem propriedades bem conhecidas e estabelecidas. Sabendo disso, podemos calcular quando o bóson deveria ser produzido e quando ele deveria se decompor. Ele interage especialmente bastante com partículas mais pesadas, por exemplo.
Lisa Randall:
O que não sabemos, no entanto, é a massa do bóson. Dependendo da massa, ele se decompõe de maneiras diferentes, de acordo com a teoria. Por isso, os pesquisadores estão procurando em diferentes grandezas de massa e usando uma série de estratégias de busca.
NYT: O que sabemos até agora?
Lisa Randall: Já foram descartados vários valores de massa. O bóson de Higgs, se existir, tem que ter massas maiores que 114,4 gigaeletron-volts (GeV) , que são as unidades de massa usadas em partículas. Para comparação, os prótons, que são a base da matéria, têm um gigaeletron-volt, enquanto um elétron tem meio milhão de eletron-volts.
Baseadas nas experiências recentes do LHC, o bóson de Higgs também não pode ter massas entre 140 e 500 GeV. Isso significa que a faixa de 115 e 140 GeV é onde o bóson deve estar, e que deve ser o foco do anúncio de amanhã, embora a princípio ainda é possível que o bóson tenha ainda mais massa que isso.
É uma faixa de massa muito difícil de ser detectada, mesmo para a alta tecnologia do LHC. Imagino que eles tenham dados suficientes para não descartar a existência do bóson, mas ainda não o suficiente para afirmar com certeza que ele existe, sem os dados do ano que vem.
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