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Pesquisadores que previram bóson de Higgs ganham Nobel de Física

O britânico Peter Higgs e o belga François Englert previram nos anos 1960, de forma independente, a existência do campo de Higgs, responsável por dar massa a todas as outras partículas. Sua existência foi finalmente comprovada no ano passado, por pesquisas realizadas no LHC

Os físicos François Englert e Peter Higgs receberam o Prêmio Nobel de Física de 2013, como reconhecimento à teoria que explica como as partículas subatômicas adquirem massa. Em 1964, os dois propuseram a teoria de forma independente um do outro. Em 2012, quase cinquenta anos depois, suas ideias foram finalmente confirmadas pela descoberta de uma partícula conhecida como bóson de Higgs no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior acelerador de partículas do mundo. A descoberta era a última peça que faltava para confirmar o modelo padrão da física de partículas, que descreve como o mundo funciona em suas estruturas mais básicas, menores do que os próprios átomos.

Perfil

Peter Higgs, Nobel de Física

Peter Higgs, Nobel de Física (/)

PETER HIGGS

Nascido na cidade de Newcastle, na Inglaterra, em 1929. Adquiriu seu Ph.D na Universidade de Londres, em 1954. Hoje, é professor emérito da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido.

Francois Englert, Nobel de Física

Francois Englert, Nobel de Física (/)

FRANÇOIS ENGLERT

Nascido em 1932, na cidade de Etterbeek, na Bélgica. Ele conseguiu seu Ph.D em 1959 na Universidade Livre de Bruxelas, onde é professor emérito até os dias hoje.

De acordo com o modelo padrão, tudo – de pessoas a estrelas – é composto por apenas algumas partículas minúsculas de matéria, como os elétrons e os quarks. Essas partículas são governadas por uma série de forças que as permite interagir entre si: a gravidade, o eletromagnetismo , a interação fraca e a interação forte dos átomos. Até os anos 1960, no entanto, os pesquisadores não conseguiam explicar como algumas partículas ganhavam massa, e outras não. Sem essa massa, partículas como elétrons e quarks se comportariam como os fótons, as partículas de luz, e correriam livres pelo Universo – sem a capacidade de se aglutinarem e formarem átomos ou moléculas. Em outras palavras, toda a matéria entraria em colapso e nada existiria.

Tanto François Englert quanto Peter Higgs eram jovens cientistas quando, em 1964, formularam a teoria que iria resgatar o modelo padrão do descrédito. Suas ideias foram formuladas de forma independente, cada um em seu laboratório (Englert teve a colaboração do físico Robert Brout, morto em 2011), mas elas tocavam em pontos semelhantes. Ambos previram a existência de um campo invisível percorrendo todo o espaço – que viria a ser conhecido, de forma um pouco injusta com Englert, como o “campo de Higgs” – que seria responsável por dar massa às partículas. Aquelas que interagissem com ele, como os elétrons, ficariam mais pesadas, e aquelas que não sentissem seus efeitos, como os fótons, se locomoveriam livremente, na velocidade da luz.

Segundo a teoria, que seria desenvolvida por vários outros cientistas ao longo das décadas, no momento do Big Bang todas as partículas não possuíam massa. No entanto, nos primeiros trilionésimos de segundo após o início do Universo, algo aconteceu com o campo de Higgs, fazendo com que ele perdesse seu equilíbrio original e passasse a interagir com as partículas – permitindo que toda a matéria visível surgisse. Para comprovar a teoria, os pesquisadores precisavam encontrar o bóson de Higgs, uma partícula criada a partir de vibrações nesse campo. Durante as décadas seguintes, no entanto, ela se recusava a aparecer nas diversas pesquisas realizadas ao redor do mundo.

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Colisões subatômicas – Foram necessários quase cinquenta anos de pesquisas, realizadas por milhares de cientistas nos laboratórios mais avançados do planeta, para que provas de sua existência fossem finalmente alcançadas. As evidências foram encontradas em detectores de partículas instalados 100 metros abaixo do solo, na fronteira franco-suíça, no LHC.

Saiba mais

MODELO PADRÃO

O Modelo Padrão é a melhor descrição do mundo subatômico. Existem outras, mas nenhuma que tenha tido tanto sucesso em experimentos para prever e descrever as partículas e as forças de suas interações.

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 esperavam detectar o campo, mas sim uma deformação nele, chamada bóson de Higgs.

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. Em seu interior, partículas são aceleradas até 99,9% da velocidade da luz.

Ali, dois grupos de pesquisa com cerca de 3.000 cientistas cada um, o Atlas e o CMS , vinham incessantemente lançando prótons uns contra os outros a velocidades próximas à da luz e procurando, entre os destroços das colisões, o bóson de Higgs. Finalmente, no dia 4 de julho de 2012 , os cientistas anunciaram para o mundo a descoberta da partícula – François Englert e Peter Higgs estavam na plateia, visivelmente emocionados.

Com o anúncio, os físicos finalmente colocaram a peça que faltava para montar o quebra-cabeça do modelo padrão, confirmando os fundamentos da teoria. Isso não quer dizer, no entanto, que o quebra-cabeça cósmico está completo. O LHC ainda deve continuar sendo usado nos próximos anos, para analisar questões que o modelo padrão não aborda ou não consegue explicar completamente. A teoria, por exemplo, afirma que os neutrinos são partículas praticamente sem massa, mas estudos recentes têm mostrado que isso não é verdade.

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Além disso, o modelo descreve apenas a matéria visível do Universo – o que representa apenas um quinto de tudo compõe o cosmos. Um dos grandes mistérios da ciência hoje em dia é descobrir os componentes da matéria escura, que mantém todas as galáxias unidas, mas é invisível a partir da Terra. Como se vê, o Nobel de Física coroa uma enorme pesquisa, de quase meio século de duração, que confirma a teoria mais completa já feita para explicar o cosmos. No entanto, ainda há muito a ser descoberto, e muitos prêmios a serem distribuídos.