A partícula-Deus ou a partícula de Deus
Bóson ou Bosão de Higgs é
uma partícula elementar bosônica prevista
pelo Modelo Padrão de partículas, teoricamente surgida logo após ao Big Bang de
escala maciça hipotética predita para validar o modelo
padrão atual de
partículas e provisoriamente confirmada em 14 de março de
2013. 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).
A
compreensão dos fenômenos físicos que faz com que certas partículas elementares
possuam massa e que haja diferença entre as forças eletromagnética (cuja
interação é realizada pelos fótons) e a força fraca (cuja
interação é feita pelos bósons W e Z) são críticas em muitos aspectos da
estrutura da matéria microscópica e macroscópica; assim se existir, o bóson de
Higgs terá um efeito enorme na compreensão do mundo em torno de nós.
O
bóson de Higgs foi predito primeiramente em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs,
trabalhando as ideias de Philip Anderson. Entretanto, desde então não houve
condições tecnológicas de buscar a possível existência do bóson até o
funcionamento do Grande
Colisor de Hádrons(LHC) meados de 2008. A faixa
energética de procura do bóson foi se estreitando e, em dezembro de 2011,
limites energéticos se encontram entre as faixas de 116-130 GeV, segundo a
equipe ATLAS,
e entre 115 e 127 GeV de acordo com o CMS. Em 4 de julho de 2012, anunciou-se
que uma partícula desconhecida e com massa entre 125 e 127 GeV/c2 foi
detectada; físicos suspeitaram na época que se tratava do bóson de
Higgs. Em março de 2013, provou-se que a partícula se comportava,
interagia e decaía de acordo com as várias formas preditas pelo Modelo Padrão,
além de provisoriamente provar-se que ela possuía paridade positiva e spin
nulo, dois atributos fundamentais de um bóson de Higgs, indicando
fortemente a existência da partícula.
Fora da comunidade científica, é mais conhecida
como a partícula de Deus (do
original God particle ) devido ao fato desta partícula
permitir que as demais possuam diferentes massas - contudo, a
tradução literária do inglês seria "a partícula-Deus". Segundo o físico brasileiro Marcelo Gleiser, o
título surgiu com o livro do também físico Leon Lederman,
que propôs à editora o título Goddamn particle (Partícula
maldita), que não tem qualquer vinculação com Deus, e serviria para demonstrar sua frustração em
não ter encontrado o bóson de Higgs. Porém Lederman foi convencido a aceitar a
mudança por razões comerciais.
A
partícula chamada Bóson de Higgs é de fato o quantum (partícula) de um dos componentes de um
campo de Higgs. No espaço vazio, o campo de Higgs adquire um valor diferente de
zero, que permeia a cada lugar no universo todo o tempo. Este valor da
expectativa do vácuo (VEV)
do campo de Higgs é constante e igual a 246 GeV. A existência deste VEV
diferente de zero tem um papel fundamental: dá a massa a cada partícula
elementar, incluindo o próprio bóson de Higgs. No detalhe, a aquisição de um
VEV diferente de zero quebra espontaneamente a simetria de calibre da força
eletrofraca, um fenômeno conhecido como o mecanismo de Higgs. Este é o único
mecanismo conhecido capaz de dar a massa aos bóson de calibre (particulas transportadoras de força) que é também compatível com
teorias do calibre.
No
modelo padrão, o campo de Higgs consiste em dois campos carregados neutros e
dois componentes, um do ponto zero e os campos componentes carregados são os
bósons de Goldstone. Transformam os componentes longitudinais do
terceiro-polarizador dos bósons maciços de W e de Z. O quantum do componente neutro restante
corresponde ao bóson maciço de Higgs. Como o campo de Higgs é um campo escalar,
o bóson de Higgs tem a rotação zero. Isto significa que esta partícula não tem
nenhum momentum angular intrínseco e que uma coleção de bósons de Higgs satisfaz as
estatísticas de Bose-Einstein.
O
modelo padrão não prediz o valor da massa do bóson de Higgs. Discutiu-se que se
a massa do bóson de Higgs se encontra, aproximadamente, entre 130 e 190 GeV,
então o modelo padrão pode ser válido em escalas da energia toda a forma até a escala de Planck (TeV 1016). Muitos modelos de
super-simetria prediziam que o bóson de Higgs teria uma massa somente
ligeiramente acima dos limites experimentais atuais e ao redor 120 GeV ou
menos. As experiências mais recentes mostram que sua massa está em torno de 125
GeV/c2.
A
massa do bóson de Higgs não foi medida experimentalmente. Dentro do modelo
padrão, a não observação de sinais desobstruídos em aceleradores de partícula
conduz a um limite mais baixo experimental para a massa do bóson de Higgs de
114.4 GeV no nível da confiança de 95%. Não o bastante, um pequeno número de
eventos foi gravado pela experiência do LEP no CERN que poderia ser como resultado de bósons
interpretados de Higgs, mas a evidência é inconclusiva. Espera-se entre os
físicos que o Grande
Colisor de Hádrons, construído no CERN, confirme
ou negue a existência do bóson de Higgs. As medidas de precisão observáveis da
força eletrofraca indicam que a massa modelo padrão do bóson de Higgs tem um
limite superior de 175 GeV no nível
da
confiança de 95% até a data de março de 2006 (que usam uma medida acima da
massa superior do quark).
Em
8 de outubro de 2013 foi anunciada a atribuição do prêmio Nobel de física ao belga François Englert e ao britânico Peter Higgs pela
descoberta teórica do mecanismo que explicaria a origem da massa das partículas
subatômicas, cuja existência foi recentemente confirmada através da descoberta
da partícula de Higgs, pelas experiências conduzidas recentemente no CERN.
Fonte:
Wikipédia.
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