Acharam a “Partícula de Deus”?… Ainda não…

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Físicos de partículas relatam “indícios promissores” do Bóson de Higgs

Ainda não foi detectada a partícula, há tanto tempo procurada, mas os pesquisadores podem ter encontrado seu esconderijo

13 de dezembro de 2011

Por Ben P. Stein
Inside Science News Service

 

 

Higgs -- 111213 -- LARGE
Evento de colisão próton-próton detectado no Compact Muon Solenoid (CMS) no qual se pode observar 4 muons de alta energia (linhas vermelhas). O evento exibe as características esperadas para o decaimento de um Bóson de Higgs, mas também podem ser geradas por “ruidos” decorrentes de outros eventos de fundo previstos pelo Modelo Padrão.
Crédito: Copyright: 2011 CERN

(ISNS) — Os físicos europeus relataram hoje possíveis indícios do bóson de Higgs, a peça que falta no quebra-cabeças da física de partículas. Teoricamente, essa partícula deve ser a responsável pela massa de todas as partículas fundamentais, tais como elétrons e quarks.

Ao relatar as últimas análises dos escombros das colisões de partículas no maior acelerador de partículas existente, os pesquisadores ainda não dispõem de dados suficientes para declarar uma descoberta – uma nova série de colisões de partículas a ser realizada no ano que vem deve produzir mais respostas – mas anunciaram uma faixa de massa provável para o Higgs, caso ele realmente exista. Os pesquisadores apresentaram seus resultados através de um webcast e um seminário, acompanhado por um grande público, a partir do CERN, o Centro Europeu de Pesquisas Nucleares em Genebra, Suiça.

“O entusiasmo é palpável e há um número incrível de pessoas competentes e brilhantes examinando os dados”, escreveu Drew Baden, um professor de física da Universidade de Maryland, em um email ao Inside Science . “Se o Higgs existir mesmo, logo saberemos com certeza. Só que não vai ser [nesta] terça-feira”, escreveu Baden que pertence a uma das equipes de detectores que apresenta hoje seus resultados.

As partículas criariam um Campo de Higgs que permearia todo o espaço. Outras partículas, ao passarem por esse campo, interagiriam com ele em diferentes graus e seria dessa forma que elas ganhariam suas massas. A massa pode ser considerada uma medida da inércia, ou resistência ao movimento. Um elétron reagiria de modo relativamente fraco com o Campo  de Higgs e, por isso, não apresentaria uma grande resistência ao movimento. Já um quark interagiria com o campo mais intensamente e seu movimento sofreria uma resistência maior em seu deslocamento através do espaço. Os fótons, as partículas de luz, não interagiriam com o campo e por isso não tem massa.

Enterrado a dezenas de metros abaixo do solo na fronteira franco-suíça, o LHC (Large Hadron Collider = Grande Colisor de Hádrons) no CERN acelera prótons até as mais altas energias obtidas até hoje. Os físicos produziram um enorme número de colisões próton-próton nessas energias recordes desde maio de 2010. Quando os prótons se estraçalham contra outros prótons, a colisão cria uma bola de energia da qual se formam outras partículas novas, o que deveria incluir o Bóson de Higgs. A famosa equação de  Einstein, E=mc2, mostra que matéria e energia são intercambiáveis, de modo que, a partir da energia da colisão, podem ser criadas novas partículas maciças.

A massa do Bóson de Higgs, caso ele exista, é maior do que tudo o que os aceleradores de partículas tinham conseguido criar até recentemente. Os atuais resultados no LHC e outros anteriores do acelerador Tevatron no Laboratório Nacional Fermi no Illinois, descartam a existência do Higgs em certas faixas de massas.

Os pesquisadores de dois detectores do LHC, conhecidos como ATLAS e CMS, apresentaram novos dados no longamente aguardado seminário de hoje. Fabiola Giannoti, chefe da experiência ATLAS, relatou um excedente de eventos gerados pelas colisões que podem indicar a geração e o decaimento do Higgs.

Giannoti relatou que os dados de sua equipe sugerem que a região de massas mais provável para o Higgs fica na faixa de cerca de 116 a 130 gigaelectron-volts (GeV), o que corresponde a aproximadamente de 116 a 130 vezes a massa do átomo de Hidrogênio. Ela relatou, mais exatamente, um excedente de eventos de colisão no entorno dos 126 GeV, mas não pode declarar uma descoberta conclusiva. Guido Tonelli, porta-voz da experiência CMS, também relatou o que ele chamou de “indícios intrigantes e tantalizantes” da existência da partícula. A equipe dele relatou que a provável faixa de massas para o Higgs fica entre 115 e 127 GeV, sendo que seus resultados eram mais compatíveis com uma massa de 124 GeV. Ambas as equipes não possuem dados estatisticamente significativos para poder anunciar uma descoberta.

No conjunto, esses dois grupos encontraram, independentemente, intrigantes eventos de colisão entre os 124 e os 126 GeV, o que sugere que o Higgs pode ter sido produzido no LHC.

“Eu acho que é significativo que as duas colaborações, analizando independentemente os dados obtidos de seus detectores tão diferentes, ambas encontraram eventos similares ao Higgs na mesma faixa de massas”, declarou o físico de partículas teórico da Universidade de Maryland, Raman Sundrum, que não faz parte de nenhuma das duas equipes, logo após o encerramento do seminário ao Inside Science. “Se isso for constatado, eu penso que será uma monumental descoberta científica e o resultado de um esforço hercúleo e brilhante”.

Entretanto, todos os pesquisadores enfatizaram que, no atual ponto, ainda há uma chance de que partículas já conhecidas – o que os físicos chamam de “ruído de fundo” – possam ser as responsáveis pelos sinais. Cada grupo enfatizou ter encontrado um número relativamente pequeno de eventos interessantes nas faixas de massas relatadas. Em termos estatísticos, ainda há muitas chances em cada mil de que os resultados sejam um mero falso indício errático. A detecção de mais eventos de colisão semelhantes pode reduzir as probabilidades até o ponto onde os pesquisadores possam concluir seguramente ter descoberto os rastros da verdadeira partícula.

A partícula foi batizada em honra a Peter Higgs, um dos teóricos que postularam sua existência em 1964 para impedir a falência do Modelo Padrão da física de partículas. O Modelo Padrão é uma das teorias de maior sucesso na história da ciência e descreve três da forças fundamentais – eletromagnetismo e as forças nucleares forte e fraca – assim como todo o “zoológico” das partículas conhecidas no universo, desde querks e elétrons a fótons e neutrinos. Sem o Higgs, o modelo seria incapaz de explicar importantes diferenças entre as forças e por que certas partículas tem massa e outras não.

Mesmo assim, os físicos encaram uma detecção definitiva do Higgs apenas como um começo, não o fim, de uma era de descobertas. Da mesma forma que a Teoria da Relatividade Geral de Einstein incorporou todas as previsões da Teoria da Gravidade de Newton, mas permitiu a previsão da existência de novas coisas assim como os buracos negros, o Modelo Padrão, fortificado pela comprovação da existência de um Bóson de Higgs, pode levar a teorias ainda mais avançadas, assim como uma física totalmente nova

“Ainda não sabemos onde um futuro estudo cuidadoso do Higgs pode conduzir”, escreveu Sundrum. “Bós estamos ainda no início da jornada”.

Uma teoria mais abrangente, chamada supersimetria, exige a existência de “partículas-espelho” para todas as partículas já conhecidas. A Teoria das Cordas, uma descrição ainda mais elaborada do universo, afirma que os elementos de construção do cosmos não são partículas, tais como os elétrons, mas sim que até os elétrons resultam de vibrações de cordas e outros objetos, tais como membranas, que são tão pequenos que não podem ser detectados pelos atuais instrumentos científicos.

Ainda assim, Sundrum alerta contra enxergar demais nos resultados divulgados hoje. Ele afirma que as notícias não excluem a possibilidade do Bóson de Higgs ser, na verdad, uma classe de partículas. E que estes resultados não são uma validação de outras teorias, tais como o modelo da supersimetria.

“A melhor prova para a supersimetrias seria a detecção das próprias super-partículas”, acautela Sundrum.

Depois dos anúncios de hoje, os físicos estão mantendo reserva em seu julgamento, afirmando que os dados estão apenas estreitando as áreas onde pode ser que o Higgs esteja.

Um maior número de colisões provavelmente porá um fim às questões.

“Nada de conclusivo se pode afirmar por enquanto”, alerta Baden. “Se tudo correr bem, provavelmente teremos resultados conclusivos no final do ano que vem”.


Ben P. Stein é o gerente editorial do serviço Inside Science do Instituto Americano de Física (AIP)

Discussão - 2 comentários

  1. Ester Rueda Beraldo disse:

    A partícula de Deus, se existir... (apelido). O Bóson de Higgs, se existir...
    Acredito totalmente na ciência e entendo os "se existir", porém gostaria que muitos cientistas também dessem um pouco de crédito aos ignorantes do lado de cá, porque Deus, se existir...

    • João Carlos disse:

      A grande maioria dos físicos detesta esse apelido... o que o torna irresistível para jornalistas e divulgadores em geral. É tão errado e inconveniente quanto "Big Bang", só que ainda não se tornou tão corriqueiro quanto esse último.

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