O Bóson de Higgs

25/02/2009 08:45

O Bóson de Higgs é uma particula fundamental para a existência do universo, porém até agora ele só existe em teoria: pois não foi observado ainda. Diversas publicações falaram no ano de 2007 sobre a busca pelo Bóson de Higgs, agora - em 2009 - enquanto o LHC está 'quebrado' a equipe do acelerador de partículas dos Estados Unidos começa a falar na busca por esta partícula.

 

 Leia, abaixo, mais informações a respeito do assunto.

 Sobre o Bóson de Higgs

 

 da Folha de S.Paulo

 

O bóson de Higgs é uma partícula que, por enquanto, só existe em teoria. Mas é tão importante para a física que, sem ele, não há como explicar questões fundamentais. É sabido que um elétron é 2.000 vezes mais leve do que um próton, mas por quê?

O inglês Peter Higgs, em 1964, exibiu uma teoria afirmando que o espaço é permeado por um tipo de campo que influencia as partículas, e por trás dela está seu bóson, assim como o fóton está por trás dos campos magnéticos. Mas essa influência de Higgs é mais forte sobre partículas mais maciças. Quem não interage com o bóson, não tem massa.

O Higgs é o único componente da teoria padrão da física de partículas que ainda não foi detectado.

 

da Wikipédia

 

Bóson de Higgs é uma partícula elementar escalar maciça hipotética predita para validar o modelo padrão atual de partícula. É a única partícula do modelo padrão que ainda não foi observada, mas representa a chave para explicar a origem da massa das outras partículas elementares. Todas as partículas conhecidas e previstas são divididas em duas classes: férmions (partículas com spin da metade de um número ímpar) e bósons (partículas com spin inteiro). As massas da partícula elementar e as diferenças entre o eletromagnetismo (causado pelo fóton) e a força fraca (causada pelos bósons de W e de Z), são críticas em muitos aspectos da estrutura da matéria microscópica e macroscópica; assim se existir, o bóson de Higgs terá um efeito enorme no mundo em torno de nós.

Até o ano de 2006, nenhuma experiência detectou diretamente a existência do bóson de Higgs, mas há alguma evidência indireta de sua existência. O bóson de Higgs foi predito primeiramente em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs, trabalhando as idéias de Philip Anderson. Em 10 de setembro de 2008 entrou em funcionamento “O Grande Colisor de Hádrons", onde se esperava encontrar a prova definitiva do bóson de Higgs.

 

 

 

 Em busca do Bóson de Higgs

. EDUARDO GERAQUE

 

O Fermilab, instituto de pesquisa dos Estados Unidos que abriga o Tevatron, maior acelerador de partículas em funcionamento no mundo --o europeu LHC, bem maior, continua quebrado-- poderá surpreender a comunidade científica em todo o mundo até dezembro.

Em Chicago, Dmitri Denisov, diretor da instituição americana, afirmou que eles estão perto de verificar a existência do cobiçado bóson de Higgs. "Nós temos pelo menos 50% de chances de que isso ocorra até o fim do ano", afirmou o dirigente do Fermilab durante a reunião da AAAS (Sociedade Americana para o Avanço da Ciência, na sigla em inglês).

 

Apesar de não querer criar polêmica, ou uma competição entre o Tevatron e o LHC --gigantesco acelerador de partículas que no ano passado, após a inauguração, pifou- a frase de Denisov serviu para declarar aberta a corrida entre os dois centros de alta energia. Quem conseguirá descobrir, na prática, o bóson de Higgs?

"Não se trata de uma corrida, porque inclusive, do ponto de vista científico, colaboramos muito entre nós", tentou despistar Denisov.

Mas, se a partícula de Higgs realmente existir, o que poderia elucidar definitivamente o mistério físico da massa, ninguém apostaria que ela não surgiria no LHC, acelerador de partículas subterrâneo perto de Genebra, na Suíça. Ainda mais após toda a pompa e circunstância que cercou a inauguração do centro em setembro de 2008.

O projeto europeu, que custou US$ 10 bilhões e começou a ser projetado em 1994, tem como um dos seus primeiros grandes objetivos exatamente descobrir o bóson de Higgs.

Energia na agulha

Para que isso ocorra, entretanto, a primeira informação importante a ser obtida é a massa da partícula. Denisov aposta que ela teria por volta de "150 bilhões de elétrons-volt".

Traduzindo, significa que tanto o Tevatron quanto o LHC têm energia suficiente para criar o bóson. Apesar de a máquina europeia ter uma potência sete vezes maior, aproximadamente, do que a americana.

Mesmo que os planos estejam certos --e que o LHC volte a operar este ano-- ele deve passar a funcionar com 5 trilhões de elétrons-volt, e não com os 7 trilhões de elétrons-volt, como estava planejado antes.

Mas é por causa da questão do ruído de fundo, energia que nem sempre é útil para as análises científicas, disseram os cientistas reunidos em Chicago, que o Fermilab poderá ser o vencedor do páreo.

No Tevatron, a colisão é feita entre um próton e seu antipróton. Enquanto no LHC, a "batida" energética é feita entre prótons, depois que eles são lançados, em alta velocidade, no acelerador. No caso europeu, o túnel circular de 27 quilômetros, por exemplo, é percorrido 11 mil vezes por segundo pelo feixe de próton. Mas a operação gera muito ruído, que dificulta a detecção do bóson de Higgs.

A história cronológica das duas instituições também favorece o Fermilab. Inaugurado em 1983, o túnel de 6,3 quilômetros de extensão, que passou por vários aprimoramentos, o maior em 2001, estaria mais azeitado, dizem os cientistas.

Segundo Joe Lykken, do Fermilab, se a descoberta ocorrer, "provavelmente" ela poderá ser identificada na hora.

 

 Em busca da "Partícula de Deus"

 

Redação do Site Inovação Tecnológica
02/04/2007

  

Atlas era um dos titãs da mitologia grega, condenado para sempre a sustentar os céus sobre os ombros. Aqui, Atlas é um dos quatro gigantescos detectores que farão parte do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC, que está em fase adiantada de testes e deverá entrar em operação nos próximos meses.

LHC é uma sigla para "Large Hadron Collider", ou gigantesco colisor de prótons. Parece difícil exagerar as grandezas desse laboratório que está sendo construído a 100 metros de profundidade, na fronteira entre a França e a Suíça. A estrutura completa tem a forma de um anel, construída ao longo de um túnel com 27 quilômetros de circunferência.

As partículas são aceleradas por campos magnéticos ao longo dessa órbita de 27 Km, até atingir altíssimos níveis de energia. Mais especificamente, 7 trilhões de volts. Em quatro pontos do anel, sob temperaturas apenas levemente superiores ao zero absoluto, as partículas se chocam, produzindo uma chuva de outras partículas, recriando um ambiente muito parecido com as condições existentes instantes depois do Big Bang.

Nesses quatro pontos estão localizados quatro detectores. O Atlas, mostrado na foto nas suas etapas finais de montagem, é um deles. O Atlas, assim como o segundo detector, o CMS ("Compact Muon Detector"), é um detector genérico, capaz de detectar qualquer tipo de partícula, inclusive partículas ainda desconhecidas ou não previstas pela teoria. Já o LHCb e o ALICE são detectores "dedicados", construídos para o estudo de fenômenos físicos específicos.

Bóson de Higgs

Quando os prótons se chocam no centro dos detectores as partículas geradas espalham-se em todas as direções. Para capturá-las, o Atlas e o CMS possuem inúmeras camadas de sensores superpostas, que deverão verificar as propriedades dessas partículas, medir suas energias e descobrir a rota que elas seguem.

O maior interesse dos cientistas é descobrir o Bóson de Higgs, a única peça que falta para montar o quebra-cabeças que explicaria a "materialidade" do nosso universo. Por muito tempo se acreditou que os átomos fossem a unidade indivisível da matéria. Depois, os cientistas descobriram que o próprio átomo era resultado da interação de partículas ainda mais fundamentais. E eles foram descobrindo essas partículas uma a uma. Entre quarks e léptons, férmions e bósons, são 16 partículas fundamentais: 12 partículas de matéria e 4 partículas portadoras de força.

A Partícula de Deus

O problema é que, quando consideradas individualmente, nenhuma dessas partículas tem massa. Ou seja, depois de todos os avanços científicos, ainda não sabemos o que dá "materialidade" ao nosso mundo. O Modelo Padrão, a teoria básica da Física que explica a interação de todas as partículas subatômicas, coloca todas as fichas no Bóson de Higgs, a partícula fundamental que explicaria como a massa se expressa nesse mar de energias. É por isso que os cientistas a chamam de "Partícula de Deus".

O Modelo Padrão tem um enorme poder explicativo. Toda a nossa ciência e a nossa tecnologia foram criadas a partir dele. Mas os cientistas sabem de suas deficiências. Essa teoria cobre apenas o que chamamos de "matéria ordinária", essa matéria da qual somos feitos e que pode ser detectada por nossos sentidos.

Mas, se essa teoria não explica porque temos massa, fica claro que o Modelo Padrão consegue dar boas respostas sobre como "a coisa funciona", mas ainda se cala quando a pergunta é "o que é a coisa". O Modelo Padrão também não explica a gravidade. E não pretende dar conta dos restantes 95% do nosso universo, presumivelmente preenchidos por outras duas "coisas" que não sabemos o que são: a energia escura e a matéria escura.

É por isso que se coloca tanta fé na Partícula de Deus. Ela poderia explicar a massa de todas as demais partículas. O próprio Bóson de Higgs seria algo como um campo de energia uniforme. Ao contrário da gravidade, que é mais forte onde há mais massa, esse campo energético de Higgs seria constante. Desta forma, ele poderia ser a fonte não apenas da massa da matéria ordinária, mas a fonte da própria energia escura.

 

Em dois ou três anos saberemos se a teoria está correta ou não. Ou, talvez, nos depararemos com um mundo todo novo, que exigirá novas teorias, novos equipamentos e novas descobertas.

 

Bóson de Higgs - partícula fundamental

2007

 DA NEWSCIENTIST

Físicos europeus acreditam ter vislumbrado a partícula fundamental que confere massa à matéria. Trabalhando com um gigantesco acelerador de partículas na fronteira da Suíça com a França, obtiveram colisões estranhas que podem ser a assinatura do chamado bóson de Higgs.

O Higgs é uma das poucas peças que faltam no quebra-cabeças das partículas fundamentais (os “tijolos” com que se constroem pró tons, nêutrons, elétrons e, com eles, todos os átomos conheci dos). Encontrá-lo, hoje, é o grande prêmio da física de partículas.

A máquina que produziu as observações é o LEP (Grande Colisor de Elétrons e Pósitrons, na abreviação em inglês). Pertence ao Laboratório Europeu de Física de Partículas, mais conhecido pe la sigla francesa Cem.

O LEP deve sair de operação até o fim do mês. No túnel de 27 km que o abriga deve ser construída uma máquina mais poderosa, o LHC (Grande Colisor de Hádrons). Como o LHC só deve funcionar em 2005, os dentistas do Cem têm pouco tempo para confirmar se de fato viram o Higgs.

Partícula da massa

Sem essa partícula, o Universo não existiria como é hoje. Proposto há mais de 30 anos, o bóson de Higgs seria o responsável por dar massa a outras partículas, como elétrons e quarks.

Embora extremamente maciços, os Higgs são difíceis de detectar, porque só existem”virtualmente”. Emergem no mundo e submergem após brevíssimos instantes, tempo curto demais para serem registrados.

Para ver um Higgs, os físicos têm de produzir um, espatifando partículas umas contra as outras a velocidades extremas. A energia da colisão se converte em matéria e, se a energia for alta o suficiente, um Higgs de verdade pode irromper. Em seguida, prediz a teoria, desfaz-se (“decai”, como dizem os físicos em seu jargão) numa coleção de outras partículas.

Tal decaimento explicaria alguns eventos pouco usuais observados recentemente no LEP, com o detector conhecido como Ale h. Mas seus pesquisadores que não se trata de provas conclusivas: “Infelizmente, não é o bastante para dizer que fizemos uma descoberta”, diz o físico Wolf-Dieter Schlatter.

Há a possibilidade de que os eventos observados sejam combinações aleatórias de partículas. Ou, então, que se trate de artefatos produzidos por partículas já conhecidas, como bósons Z mimetizando os de Higgs. Essas explicações parecem ainda mais plausíveis porque nenhum dos outros três detectores do LEP flagraram sinais do escorregadio Higgs.

A questão agora, para o Cem, é decidir se o LEP deve continuar em operação para tentar confirmar a visão do bóson de Higgs. Os físicos que trabalham com o detector Aleph dizem que poderiam obter o dobro de dados se ficas sem com ele até o final do ano.

O acelerador LEP já produziu retratos detalhados dos bósons Z e W. Provou também que não pode haver mais do que seis quarks. Seu maior rival é o Fermilab, de Chicago (EUA). Suas atividades de colisão de partículas serão re tomadas este mês, após quatro anos de reformas. Teme-se, no Cem, que o laboratório norte-americano acabe encontrando o bóson de Higgs enquanto o europeu está fechado.

Nos Estados Unidos, há quem acredite que seus competidores europeus estão fazendo muito barulho por pouco. «Fico pensando se não é apenas um modo de eles estenderem seu tempo de operação”, diz Dave Besson, da Universidade do Kansas em Lawrence.

Alan Litke, que trabalha no experimento Aleph do LEP, rejeita a tese: “Não temos interesse em manter o LEP funcionando só pa ra manter o LEP funcionando”.

Túnel de 27 km que abriga o LEP, colisor de partículas europeu que sai de operação no fim do mês


Crie um site com

  • Totalmente GRÁTIS
  • Design profissional
  • Criação super fácil

Este site foi criado com Webnode. Crie o seu de graça agora!