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LHC recebe atualização para encontrar ‘partículas de Deus’

Laboratório europeu que opera acelerador garante que, apesar da modesta alteração no equipamento, a 'novela' bóson de Higgs termina em 2012

Por Da Redação Atualizado em 6 Maio 2016, 16h46 - Publicado em 14 fev 2012, 13h49

O LHC, o maior colisor de partículas do mundo, receberá uma atualização modesta em 2012, mas suficiente para dizer definitivamente se o bóson de Higgs – a partícula que confere massa a todas as outras – realmente existe dentro do Modelo Padrão da Física de Partículas. A informação foi divulgada pelo CERN, o laboratório europeu que opera o LHC na fronteira entre a Suíça e a França.

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LHC

O Grande Colisor de Hádrons (do inglês Large Hadron Collider, LHC) é o maior acelerador de partículas do mundo, com 27 quilômetros de circunferência. Ele pertence ao CERN, o centro europeu de pesquisas nucleares e está instalado na fronteira franco-suíça. Em seu interior, partículas são aceleradas até 99,9% da velocidade da luz. Os experimentos ajudam a responder questões sobre a criação do universo, a natureza da matéria e fenômenos exóticos observados no espaço.

ELÉTRON-VOLT (eV)

O elétron-volt (eV) é uma unidade de medida que representa a quantidade de energia que um elétron ganha ao ser acelerado com a ajuda de 1 volt, no vácuo. A massa das partículas pode ser expressa em termos de elétron-volt. A relação se dá pela equação de Albert Einstein em que a energia é igual à massa vezes a velocidade da luz ao quadrado.

De acordo com o comunicado, o colisor vai operar a uma energia de 4 teraletron-volts em 2012, um acréscimo de 0,5 teraeletron-volts em relação a 2011. O valor poderia ter sido maior, mas ele traria riscos de segurança. Outro acidente poderia acontecer, como o de 2008, que deixou o acelerador sem produzir dados até o ano seguinte. O CERN optou pelo caminho mais seguro.

O LHC acelera prótons a velocidades muito próximas da luz antes de chocá-los entre si. As colisões ocorrem dentro de detectores que registram partículas de vida curtíssima, geradas a partir das trombadas. A alteração na energia do LHC vai permitir que os cientistas recolham três vezes mais informações do que em 2011.

Em dezembro de 2011, o laboratório europeu divulgou os resultados mais recentes dos dois principais detectores do LHC, ATLAS e CMS. Ambos encontraram pistas não conclusivas de que o Higgs poderia existir. A certeza só virá com mais colisões. É exatamente isso que a atualização no LHC vai proporcionar.

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A modesta alteração terá vigor a partir de março, e os experimentos seguirão até novembro. Depois disso, o acelerador passará por uma longa pausa de 20 meses. Em 2014, o LHC estará pronto para operar em uma energia equivalente a 7 TeV, sua capacidade máxima. Quanto mais energia, maiores são as chances de se encontrar novas partículas.

Rogério Rosenfeld

Especialista responde

Rogério Rosenfeld

Doutor em física, professor da Universidade Estadual de São Paulo e especialista em partículas elementares. Trabalha no Cern, o centro europeu de pesquisas nucleares

Como é feita a procura pelo Bóson de Higgs? A procura é feita por meio da colisão de prótons no LHC. Podemos calcular a probabilidade de se produzir um bóson de Higgs nessa colisão, mas ele se desintegra rapidamente. Procura-se então por seus produtos de desintegração

Como é medida a massa do bóson de Higgs? Pela famosa fórmula de Albert Einstein (energia é igual à massa vezes velocidade da luz ao quadrado). Podemos inferir a massa da partícula pelo intervalo de energia registrado durante as explosões. Sabemos que encontraremos o Higgs em energias que variam entre 114 e 141 GeV (Giga elétron-volts, ou um bilhão de elétron-volts) ou acima de 450 GeV. O LHC pode testar a existência da partícula até 700 GeV. Contudo, é muito improvável que ele esteja perto do limite do LHC, por ser menos justificável do ponto de vista teórico.

Por que é tão difícil encontrá-lo? Por dois motivos: a probabilidade de produção não é muito grande e existem vários outros processos ocorrendo ao mesmo tempo. Separar o joio (o bóson de Higgs) do trigo (outros processos) não é uma tarefa fácil.

Por que demora tanto para confirmar a existência do bóson de Higgs? Os físicos procuram o Higgs há 30 anos em experimentos ao redor do mundo. O LHC demorou 20 anos para ser construído. Os resultados importantes sobre o Higgs estão sendo produzidos há um ano e até o fim de 2012 devemos confirmar ou não sua existência.

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