Traduzido de: When Protons Collide: New Particle Observed at Large Hadron Collider

A busca pelo Bóson de Higgs revela uma nova partícula

Um evento candidato típico da Experiência CMS (Compact Muon Solenoid) na busca pelo Bóson de Higgs. Crédito e imagem ampliada

4 de julho de 2012

Os físicos do LHC (Large Hadron Collider) observaram uma nova partícula e futuras análises podem demonstrar que se trata do longamente procurado Bóson de Higgs, a peça que faltava no Modelo Padrão da física de partículas.

Em dezembro último,  os experimentos CMS e ATLAS já haviam anunciado fortíssimos indícios da descoberta de uma nova partícula em sua busca pelo Higgs. Desde então, a quantidade de dados coletados mais do que dobrou, o que levou ao anúncio de hoje (4 de julho). No esforço internacional estão envolvidos mais de 1.700 cientistas, engenheiros, técnicos e estudantes de pós-graduação, somente nas instituições dos EUA, que ajudaram a projetar, construir e operar o acelerador LHC e seus quatro detectores de partículas.

Os cientistas nas experiências no LHC anunciaram seus mais recentes resultados em um seminário na sede do LHC, o laboratório do CERN, na fronteira de França e Suíça. Físico por todos os Estados Unidos se reuniram em seus laboratórios durante a noite para assistir um streaming ao vivo do seminário. Os cientistas ainda fariam uma apresentação mais detalhada na Conferência Internacional de Física de Altas Energias (bi-anual) que este ano se realiza em Melbourne, Australia.

“O que foi anunciado hoje não poderia ter sido conseguido sem a cooperação dos cientistas e das nações por todo o mundo na busca da compreensão das leis fundamentais da natureza”, declarou Ed Seidel, diretor-assistente para as Ciências Físicas e Matemáticas da NSF. “Se a partícula anunciada hoje no CERN for confirmada como sendo o Bóson de Higgs, isto representará uma pedra fundamental em nosso conhecimento das forças elementares e suas partículas que existem em nosso universo”.

Ao longo de mais de quatro décadas de testes experimentais, os pesquisadores descobriram que o Modelo Padrão da física de partículas tinha previsto corretamente e explicado as forças e partículas elementares da natureza. Mas o Modelo Padrão não pode explicar, sem o Bóson de Higgs, como a maioria dessas partículas adquire massa, um ingrediente chave na formação de nosso universo.

Em 1964 os cientistas propuseram a existência de uma nova partícula, agora conhecida como o Bóson de Higgs, cujo acoplamento com outras partículas determinaria suas massas. Diversos experimentos procuraram pelo Bóson de Higgs, mas ele sempre escapou da detecção. Somente agora, após décadas de desenvolvimento nas tecnologias de aceleradores, detectores e computação – isso sem mencionar os avanços na compreensão do restante do Modelo Padrão – os cientistas estão próximos do momento de saber se o Higgs é a solução correta para o problema.

“Até agora a teoria vem nos guiando”, declarou o físico da Universidade da California em Santa Barbara, Joe Incandela, porta-voz da experiência CMS. “Se começarmos a ver algo em nossa experiência, teremos um novo guia. É a natureza. É a coisa real”.

Quando os prótons colidem no Large Hadron Collider, sua energia pode se converter em massa, criando frequentemente partículas de vida breve. Essas partículas decaem rapidamente em partículas mais leves e mais estáveis que os cientistas podem registrar em seus detectores.

Os físicos teóricos previram a taxa de produção do Bóson de Higgs em colisões próton-próton em altas energias no LHC, assim como eles decairiam em certas combinações de partículas observáveis. Os físicos experimentais na ATLAS e CMS estudaram essas colisões e obtiveram indícios da existência de uma nova partícula que decai de modo consistente com as previsões feitas para o Higgs. Eles terão que coletar mais dados e realizar mais análises para estabelecer as propriedades dessa nova partícula.

“Se o Bóson de Higgs for descoberto, a atenção se voltará para uma nova série de questões importantes”, diz o físico da Universidade da California em Irvine, Andy Lankford, porta-voz auxiliar da ATLAS. “Esta nova partícula é o Higgs do Modelo Padrão, ou é uma variante que indica uma nova física e outras novas partículas?”

A descoberta do Higgs – ou uma outra nova partícula – representaria apenas um novo primeiro passo para um novo reino da compreensão do mundo que nos cerca.

-NSF-