Bóson de Higgs
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Bóson de Higgs (ou Bosão de HiggsPortuguês europeu) é uma partícula elementar escalar maciça hipotética predita para validar o modelo padrão atual de partícula. É a única partícula do modelo padrão que ainda não foi observada, mas 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 no mundo em torno de nós.
Até o ano de 2006, nenhuma experiência detectou diretamente a existência do bóson de Higgs, mas há alguma evidência indireta de sua existência. O bóson de Higgs foi predito primeiramente em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs, trabalhando as idéias de Philip Anderson. Em 10 de setembro de 2008 entrou em funcionamento o Grande Colisor de Hádrons, onde se espera encontrar a prova definitiva do bóson de Higgs.
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[editar] 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 à 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 encontrasse entre aproximadamente 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..
[editar] 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 obstante, 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).
[editar] Alguns bósons
- Fótons, mediadores da interação eletromagnética;
- Bósons W e Z, mediadores da força nuclear fraca;
- Glúons, mediadores da força forte.
[editar] Alternativas
Alguns modelos alternativos (modelo padrão) ao mecanismo de Higgs são:
[editar] Ver também
[editar] Leitura adicional
- Y Nambu; G Jona-Lasinio (1961). "Modelo dinâmico das partículas elementares baseadas em uma analogia com Superconductivity". 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.
[editar] 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"
| Férmions : Quarks | Léptons |
| Quarks: u | d | s | c | b | t |
| Léptons: Elétron/Pósitron | Múon | Tau | Neutrinos |
| Bósons de calibre : Fóton | Bósons W e Z | Glúons |
| Não observadas: Bóson de Higgs | Gráviton | ... |
