Cientistas vislumbram bóson de Higgs
Físicos do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo, divulgaram os últimos resultados da busca pela partícula que confere massa aos tijolos fundamentais da matéria. A caçada de 40 anos, garantem, está chegando ao fim
Físicos do CERN, o centro europeu de pesquisa nuclear, anunciaram nesta terça-feira ter quase certeza sobre a existência do bóson de Higgs – ou uma partícula muito parecida com ele. Transmitida pela internet em tempo real, a divulgação dos dados chegou a entrar nos trending topics mundiais do Twitter.
Nas últimas décadas, físicos do mundo inteiro vêm procurando pelo bóson de Higgs — uma partícula formada logo após a explosão que deu origem ao universo e que daria massa às partículas fundamentais que formam a matéria (saiba mais no quadro abaixo). Muito menor que as partículas que compõem os átomos, o bóson de Higgs foi previsto em teoria pelo físico Peter Higgs. O problema dele é justamente esse: por enquanto, só existe no papel.
Porém, mesmo sendo uma hipótese, o bóson ajuda a explicar como as partículas ganham massa. Cientistas usam os aceleradores de partículas para quebrar prótons (uma parte do átomo) em altíssima velocidade e tentar detectar, a partir dessas colisões, partículas menores, entre elas o bóson de Higgs. Outras partículas também foram previstas primeiro na teoria e depois foram detectadas por aparelhos do gênero.
Essas colisões vêm sendo feitas em dois detectores, o Atlas e o CMS, que medem as colisões feitas pelo LHC, o acelerador de partículas mais potente do planeta, que fica em Genebra, na Suíça, no CERN. Com base nesse material, os físicos do CERN afirmam ter 95% de certeza sobre a existência do bóson de Higgs – ou uma partícula muito parecida – em um intervalo de energia entre 115 e 127 GeV. Partículas pequenas como o bóson têm sua massa medida por meio de uma unidade de energia chamada elétron-volt (a sigla é eV). Um bilhão de elétron-volts, ou um giga elétron-volts, são representados pela sigla GeV.
A confiança dos cientistas na existência do bóson de Higgs reside no fato de que os dois detectores encontraram resultados muito parecidos em relação ao seu peso. Enquanto o detector Atlas encontrou pistas que indicam a partícula em 126 GeV, o CMS apontou para 124 GeV. Os cientistas esperam confirmar se a partícula existe e qual é exatamente sua massa até o fim de 2012.
Os resultados do LHC, apesar de nada conclusivos, representam um avanço sem precedentes na história da física moderna. O bóson de Higgs foi proposto na década de 1960 para explicar porque as partículas fundamentais da matéria têm massa. Na teoria, sem o Higgs, esses blocos elementares vagariam pelo universo na velocidade da luz e nenhum átomo, planetas ou estrelas existiriam.
Repercussão – O Higgs pode ser a peça final de um complicado quebra-cabeça chamado Modelo Padrão da Física de Partículas Elementares, um esquema teórico que tenta descrever e prever a manifestação das partículas na natureza. Desde sua concepção, na década de 1960, todas as previsões do modelo foram verificadas na prática. “É a solução mais robusta que temos para todas as observações que fazemos em laboratório”, diz Sérgio Novaes, professor titular do Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual de São Paulo (Unesp). Novaes foi um dos primeiros brasileiros a publicar artigos sobre o Higgs.
De acordo com Flávia Dias, física e pesquisadora da Unesp que também participa das pesquisas no CERN, o clima nos corredores do centro é um misto de empolgação e ceticismo. Ela está no CERN e falou com jornalistas no Brasil em uma teleconferência realizada no Instituto de Física Teórica da Unesp, na Barra Funda, em São Paulo. “Os teóricos estão animados, por acharem que suas previsões vão se concretizar. Os físicos que estão envolvidos diretamento com os experimentos têm uma postura mais cética, por estarem acostumados com falsos resultados positivos dados pelos aparelhos.”
Encontrar o bóson de Higgs não significa o fim da linha para a física de partículas. De acordo com o físico Pedro Mercadante, da Universidade Federal do ABC paulista (UFABC), se a partícula for encontrada, é provável que outro acelerador seja construído especialmente para se estudar o bóson de Higgs. “Quando descobriram em 1983 a existência de um outro tipo de bóson, o Z, os físicos construíram o acelerador Large Eletron-Positron (também do CERN, funcionou entre 1989 e 2000), apenas para estudá-lo”, diz. Se confirmarem a existência do Higgs, é bem possível que o mesmo aconteça.
Mas e se ele não for encontrado?
“Vamos ter que enfrentar os mesmos problemas que os teóricos tinham há 40 anos”, afirma o físico Eduardo Gregores, professor de física da UFABC. O especialista explica que não existe um plano B para o caso de o Higgs não ser encontrado. “Todos os modelos alternativos ao padrão recorrem a um mecanismo muito parecido com o Higgs.” Novaes, por sua vez, é taxativo. “Se a partícula não existir, todos terão que voltar à prancheta.”
Saiba mais
BÓSON DE HIGGS
O bóson de Higgs é uma partícula subatômica prevista há quase 50 anos. Após décadas de procura, os físicos ainda não conseguiram nenhuma prova de que ela exista. O Higgs é importante porque a existência dele provaria que existe um campo invisível que permeia o universo. Sem o campo, ou algo parecido, nada do que conhecemos existiria. Os cientistas não esperam detectar o campo — em vez disso, eles esperam encontrar uma pequena deformação nele, chamada bóson de Higgs.
De acordo com a teoria, o campo de Higgs foi ‘ligado’ um trilionésimo de segundo depois que o Big Bang iniciou a criação do universo. Antes desse momento, nenhuma partícula tinha massa e elas vagavam caoticamente na velocidade da luz. Quando o campo de Higgs foi ligado, algumas partículas começaram a sentir uma espécie de ‘arrasto’ à medida que se movimentavam, como se estivessem presas em uma cola cósmica. Ao se apoiar nas partículas, o campo deu a elas massa, fazendo com que elas se movessem mais devagar.
Esse momento foi crucial na formação do universo porque permitiu que as partículas se reunissem e formasse todos os átomos e moléculas que existem atualmente. Mas o campo de Higgs é seletivo. Partículas da luz, os fótons, se movem pelo campo como se ele não existisse. Como o campo não se apoia sobre os fótons, as partículas ficam sem peso e destinadas a se mover por aí na velocidade da luz para sempre. Outras partículas, como os quarks e os elétrons, são influenciadas pelo campo e ganham massa no processo.
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