Gráfico mostra colisão de partículas no experimento CMS no
Grande Colisor de Hádrons, na Suíça
O que é o Bóson de Higgs?
Segundo teorias da Física que aguardam comprovação
definitiva, Higgs é uma partícula subatômica considerada uma das
matérias-primas básicas da criação do Universo.
Existe uma teoria quase completa sobre o funcionamento do
Universo, com todas as partículas que formam os átomos e moléculas e toda a
matéria que vemos, além de partículas mais exóticas. Esse é o chamado Modelo
Padrão.
Cientistas anunciam descoberta de possível Bóson de Higgs
Mas há um "buraco" na teoria: ela não explica como
todas essas partículas obtiveram massa. A partícula de Higgs, cuja teoria foi
proposta inicialmente em 1964, é uma explicação para tentar preencher esse
vácuo.
Segundo o Modelo Padrão, o Universo foi resfriado após o Big
Bang, quando uma força invisível, conhecida como Campo de Higgs, formou-se
junto de partículas associadas, os Bósons de Higgs, transferindo massa para
outras partículas fundamentais.
Por que a massa é importante?
A massa é simplesmente uma
medida de quanto qualquer objeto - uma partícula, uma molécula, um animal -
contém em si mesmo. Se não fosse pela massa, todas as partículas fundamentais
que compõem os átomos e os animais viajariam pelo cosmos na velocidade da luz,
e o Universo como o conhecemos não seria agrupado em matéria. A existência dos
átomos e por consequência, da vida, não seria possível.
A teoria em questão propõe que o Campo de Higgs, permeando o
Universo, permite que as partículas obtenham massa. Esse processo pode ser
ilustrado com a resistência que um corpo encontra quando tenta nadar em uma
piscina. O Campo de Higgs permeia o Universo como a água enche uma piscina.
Há quanto tempo os cientistas estão procurando o Bóson de
Higgs?
Há mais de duas décadas. O trabalho já envolveu milhares de
cientistas que trabalharam no chamado LEP, o antigo acelerador de partículas do
laboratório CERN, na Suíça e no Tevatron, do laboratório Fermilab, nos Estados
Unidos, que foi fechado recentemente. Atualmente a busca acontece no LHC (sigla
em inglês para Grande Colisor de Hádrons), do CERN.
Como os cientistas estão procurando o Bóson de Higgs?
Literalmente arremessando partículas subatômicas umas contra
as outras a velocidades altíssimas, perto da velocidade da luz. Ao fazer isso,
recriam a energia que existia no início do universo e produzem diversas novas
partículas, entre elas, em teoria, o Bóson de Higgs.
A caça ao Higgs é uma das razões que levaram à construção do
imenso acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em
inglês), do CERN (Centro Europeu para a Pesquisa Nuclear), na Suíça.
O LHC esmaga dois feixes de prótons próximos à velocidade da
luz, gerando uma série de outras partículas. É possível que o Higgs nunca seja
observado diretamente, mas os cientistas esperam que ele exista momentaneamente
nessa "sopa" de partículas. Se ele se comportar como os pesquisadores
esperam que ele se comporte, pode se decompor em novas partículas, deixando um
rastro de provas de sua existência.
Caso seja produzido a partir das bilhões de colisões no LHC,
o Bóson rapidamente se transformará em partículas de massa menor e mais
estáveis. Serão essas partículas os indícios que os físicos poderão usar para
comprovar a existência do Bóson, que aparecerão como ligeiras variações em
gráficos usados pelos cientistas. Portanto, a confirmação definitiva se dará a partir de uma certeza estatística.
E o que o Bóson de Higgs tem a ver com o Big Bang?
Tudo. Há 13, 7 bilhões de anos, o Big Bang criou o universo
com partículas sem energia e radiação. A teoria diz que uma fração de segundo
após a grande explosão, parte dessa radiação se congelou em um campo chamado de
campo de Higgs. Com mais alguns segundos o universo começou a esfriar e as
partículas começaram a adquirir massa a partir de sua interação com o campo de
Higgs.
Por que ela é chamada “a partícula de Deus”?
É o título de um livro do prêmio Nobel de Física Leon
Lederman que conta a busca pelo bóson de Higgs. No livro, Lederman conta que o
editor do livro não deixaria ele colocar o nome de esta “maldita” (em inglês,
goddamn) partícula, o que seria mais apropriado dado o tamanho da despesa e sua
natureza, digamos, difícil de ser constatada.
Por que a partícula se chama Higgs?
Peter Higgs (1929-?) é um físico inglês. Professor emérito
da Universidade de Edimburgo, na Escócia, é um dos pais do bóson de Higgs,
embora não goste de ser chamado assim. Ele foi um dos cientistas que propôs em
1964 o que ficou conhecido como mecanismo de Higgs que prevê a existência do
campo (e do Bóson) de Higgs que por sua vez é a responsável pela massa de todas
as partículas existentes atualmente no universo. O Bóson de Higgs é uma peça
fundamental do chamado Modelo Padrão da Física.
O que é o Modelo Padrão?
É o modelo criado pelos físicos de partículas para explicar
a dinâmica das partículas subatômicas. Os físicos assumem que ele está correto
pois suas previsões teóricas ao longo dos últimos 40 anos de resultados
experimentais tem sido acertadas. Ele, no entanto, não explica tudo, deixando
de fora, por exemplo, a força da gravidade.
Quanto esta pesquisa custou até agora?
O LHC sozinho custou cerca de 10 bilhões de dólares para ser
construído e gerenciado. Isso inclui os salários de milhares de cientistas e
técnicos ao redor do mundo, que colabaram nos dois experimentos que buscam o
Higgs independentemente um do outro.
Todos estes estudos tiveram algum resultado prático?
Não diretamente. Mas o esforço científico que chegou à
descoberta compensou de outras maneiras, como a criação da Internet em seu uso
mais corriqueiro. Os cientistas do CERN desenvolveram a World Wide Web para
facilitar a troca de informações entre eles. O vasto poder computacional
necessário para analisar todos os dados produzidos pelo LHC também acelerou o
desenvolvimento da computação em nuvem, que hoje é usada em serviços
disponíveis a todos.
Avanços na captação de energia solar, diagnóstico por imagem
e terapia por prótons, usada no combate a câncer -- também foram produtos do
trabalho de físicos do CERN e outras instituições parceiras.
O que vem por aí?
"Isto é só o começo," disse James Gillies,
porta-voz do Cern. Os pesquisadores continuarão a examinar a nova partícula até
compreender completamente como ela se comporta. Com isso, eles pretendem
entender os 96% do Universo que ainda estão escondidos da nossa visão. Isso
pode resultar no descobrimento de novas partículas e até mesmo em forças da
natureza desconhecidas.
E se a partícula que foi encontrada não for o Bóson de
Higgs?
Caso se comprove que o Bóson de Higgs não existe, a teoria
do Modelo Padrão teria de ser reescrita. Isso poderia abrir caminho para novas
linhas de pesquisa, que podem se tornar revolucionárias na compreensão do
Universo, da mesma forma que uma lacuna nas teorias da Física acabou levando ao
desenvolvimento das teses da mecânica quântica, há um século.
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