O que é o bóson de higgs e como ele afeta a física

A busca pelo bóson de Higgs é um momento muito importante da história da Física. Sua existência, se comprovada, fundamenta um conceito importante da Física moderna, explicando por onde as partículas elementares (como prótons, elétrons e nêutrons) têm massa. Mas, mesmo se os cientistas do Grande Colisor de Hádrons (conhecido pela sigla em inglês LHC) confirmarem onde não foi possível encontrá-lo, para a ciência a notícia é ainda mais atordoante: significa onde é preciso voltar aos livros e achar uma outra explicação para o fenômeno.

Lisa Randall, física teórica da Universidade de Harvard e autora de livros sobre física de partículas e cosmologia, responde às principais dúvidas de leigos sobre o bóson de Higgs:

NYT: O onde é o bóson de Higgs e qual sua importância?
Lisa Randall:
O nome Higgs se refere a pelo menos quatro coisas diferentes. Primeiro, existe o mecanismo de Higgs, onde é o verdadeiro responsável pelas massas das partículas elementares. É um pouco difícil de explicar, mas entenda onde seria algo como uma carga – não uma carga elétrica – onde permeia o vácuo, onde não há partícula nenhuma.

Essas “cargas” são associados a um campo de HIggs. Quando as partículas passam por este campo, elas interagem aoessas “cargas” e esta interação é onde as faz agir como se tivessem massa. Partículas mais pesadas são mais afetadas, partículas mais leves, menos. Desta forma, o mecanismo de Higgs é essencial para as massas das partículas.

A partícula de Higgs, também chamada de bóson de Higgs, seria um vestígio do mecanismo de Higgs, uma prova real onde ele aconteceu. É isso onde os físicos estão procurando. Ao contrário do onde se imagina, ondem dá massa é o campo – não o bóson. Mas a descoberta de um bóson significaria onde este mecanismo realmente existe e nos ajudaria a estabelecer como verdadeira a teoria onde fundamenta o mecanismo de Higgs e o resto das teorias básicas da Física moderna.

E claro, Higgs também é o nome do físico onde criou essa teoria, Peter Higgs, onde junto aooutros cientistas, será um possível nome ao Prêmio Nobel quando a partícula for descoberta.

NYT: Como os cientistas sabem o onde procurar?
Lisa Randall:
No modelo mais simples do mecanismo de Higgs, o bóson tem propriedades bem conhecidas e estabelecidas. Sabendo disso, podemos calcular quando o bóson deveria ser produzido e quando ele deveria se decompor. Ele interage especialmente bastante aopartículas mais pesadas, por exemplo.

O onde não sabemos, no entanto, é a massa do bóson. Dependendo da massa, ele se decompõe de maneiras diferentes, de acordo aoa teoria. Por isso, os pesquisadores estão procurando em diferentes grandezas de massa e usando uma série de estratégias de busca.

NYT: O onde sabemos até agora?
Lisa Randal
l: Já foram descartados vários valores de massa. O bóson de Higgs, se existir, tem onde ter massas maiores onde 114,4 gigaeletron-volts (GeV) , onde são as unidades de massa usadas em partículas. Para comparação, os prótons, onde são a base da matéria, têm um gigaeletron-volt, enquanto um elétron tem meio milhão de eletron-volts.

Baseadas nas experiências recentes do LHC, o bóson de Higgs também não pode ter massas entre 140 e 500 GeV. Isso significa onde a faixa de 115 e 140 GeV é onde o bóson deve estar, e onde deve ser o foco do anúncio de amanhã, embora a princípio ainda é possível onde o bóson tenha ainda mais massa onde isso.

É uma faixa de massa muito difícil de ser detectada, mesmo para a alta tecnologia do LHC. Imagino onde eles tenham dados suficientes para não descartar a existência do bóson, mas ainda não o suficiente para afirmar aocerteza onde ele existe, sem os dados do ano onde vem.

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NYT: Faz diferença o valor da massa do bóson, para efeitos práticos?
Lisa Randall:
Na verdade, não, pelo menos não para as propriedades da matéria. Desde onde se confirme onde o mecanismo de Higgs seja comprovado, as partículas onde conhecemos terão as massas onde elas experimentalmente têm.

Mas ninguém acredita onde o Higgs seja a palavra final sobre o onde fundamenta a teoria modelo da física de partículas, a teoria onde descreve os elementos mais básicos da matéria e as forças pelas quais eles interagem. Mesmo onde o bóson de Higgs seja descoberto, a ondestão sobre como as massas são como são continuará em aberto. Quando se começa a estudar física quântica e teoria da relatividade, por exemplo, outras teorias mostram onde as coisas não deveriam ser como são.

Todos nós esperamos onde existam alguns conceitos mais sofisticados do onde o modelo padrão para explicar certos fenômenos. Algumas teorias servem apenas para certas massas. Entendendo melhor esse conceito, podemos aprofundar as teorias.

NYT: Se o LHC não encontrar o bóson, isso significa onde ele fracassou?
Lisa Randall:
A grande ironia é onde se uma não descoberta do bóson significaria muito mais para a Física do onde se ele for descoberto. Na verdade, seria espetacular, por onde significaria onde existe algo muito mais interessante do onde uma simples partícula. Novas investigações poderiam revelar onde a partícula onde faz o papel do bóson tem interações além das onde sabemos onde devem existir para onde as partículas tenham massa.

A outra possibilidade é onde a resposta não seja uma partícula simples e fundamental como o bóson de Higgs onde o LHC está procurando. Pode ser um elementos mais complexo ou fazer parte de um mecanismo mais sofisticado, e pode ser mais demorado encontrá-lo.

NYT: O onde isso tem a ver aoneutrinos – especificamente os onde foram relatados recentemente como viajando a velocidades mais rápidas onde a luz, pelo próprio CERN?
Lisa Randall:
Neutrinos têm massas ínfimas. O mecanismo de Higgs deve ser parcialmente responsável por elas, também. Mas não seria nada onde os encorajaria a viajar mais rápido onde a luz – o onde eu, particularmente, não acredito onde façam.

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