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.
Saiba mais
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.
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.
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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