Bóson de Higgs

Bóson de Higgs
Modelo esperado da produção de bósons de Higgs na colisão de dois protons.
Composição:	Partícula elementar
Família:	Bóson
Estado:	Parcialmente descoberto: descoberta no CERN uma nova partícula com propriedades compatíveis
Símbolo(s):	H0
Teorizada:	R. Brout, F. Englert, P. Higgs, G. S. Guralnik, C. R. Hagen e Tom Kibble (1964)
Descoberta:	Uma partícula compatível foi encontrada pelo ATLAS e pelo CMS
Massa:	125.3 ± 0.6 Gev/c2, ∼126 Gev/c2
Carga elétrica:	0
Carga de cor:	Não
Spin:	0

Bóson^PB ou Bosão^PE 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 partícula . 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).

As massas da partícula elementar e as diferenças entre o eletromagnetismo (causado pelo fóton) e a força fraca (causada pelos bósons de W e de 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 vem se estreitando desde então 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.

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 que o autor, o também físico Leon Lederman propôs à editora foi Goddamn particle (Partícula maldita), que não tem qualquer vinculação com deus, porém foi convencido a aceitar a mudança por razões comerciais.

A 4 de Julho de 2012, cientistas do CERN anunciaram que, ao fim de 50 anos de investigação, descobriram uma partícula nova que pode ser o bóson de Higgs . Em 14 de Março de 2013, cientistas anunciam que análise indica que bóson de Higgs foi mesmo encontrado. .

Detalhes teóricos

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 duas 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 predizem que o bóson de Higgs terá uma massa somente ligeiramente acima dos limites experimentais atuais e ao redor 120 GeV ou menos.

Medidas experimentais

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).

Alguns bósons

• Fótons, mediadores da interação eletromagnética;
• Bósons W e Z, mediadores da força nuclear fraca;
• Glúons, mediadores da força forte.

Referências gerais

• O grupo de funcionamento do LEP Elétron
• Grupo dos dados da partícula: Revisão das buscas para bósons de Higgs
• A partícula Deus: Se o universo for a resposta. O que é a pergunta?, por Leon Lederman, Dick Teresi, ISBN 0-395-55849-2 do hardcover, ISBN 0-385-31211-3 do paperback, Houghton Mifflin Co; (Janeiro 1993)
• Os resultados de Fermilab estimaram a massa do bóson postulado de Higgs
• Física de Higgs no LHC
• A experiência de Quark prediz um Higgs mais pesado
• A partícula Deus e a grade por Richard Martin
• O bóson de Higgs pelo exploração do CERN
• Rádio 4 de BBC: Em nosso Bóson de Tempo "Higgs - a busca para a partícula Deus"

Bibliografia

• Y Nambu; G Jona-Lasinio (1961). "Modelo dinâmico das partículas elementares baseadas em uma analogia com Supercondutividade". I Phys. Rev. 122:345 - 358.
• J Goldstone, um Salam e S Weinberg (1962). "Simetrias quebradas". Revisão física 127:965.
• P W Anderson (1963). "Plasmons, Invariance do calibre, e massa". Revisão física 130:439.
• Um Klein e um B W Lee (1964). "Faz a avaria espontânea da simetria implicam partículas da Zero-Massa?". A revisão física Letters 12:266.
• W Gilbert (1964). "Simetrias quebradas e partículas Massless". A revisão física Letters 12:713.
• Peter Higgs (1964). "Simetrias quebradas, partículas Massless e campos do calibre". A física Letters 12:132.
• F Englert e R Brout (1964). "Simetria quebrada e a massa de mesons do vetor do calibre". A revisão física Letters 13:321.
• Peter Higgs (1964). "Simetrias quebradas e as massas de Bosons do calibre". A revisão física Letters 13:508.
• G S Guralnik, C R Hagen e T W B Kibble (1964). "Leis globais do Conservation e partículas Massless". A revisão física Letters 13:585.
• Peter Higgs (1966). "Avaria espontânea da simetria sem Bosons Massless". Revisão física 145:1156.

Ver também

• Mecanismo de Higgs
• Modelo padrão
• Grande Colisor de Hádrons

Ligações externas

• Wikinotícias