Bóson de Higgs

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Bóson de Higgs
CMS Higgs-event.jpg
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 [1]
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[1]
Massa: 125.3 ± 0.6 Gev/c2, ∼126 Gev/c2 [1]
Carga elétrica: 0
Carga de cor: Não
Spin: 0

BósonPB ou BosãoPE 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[2] e provisoriamente confirmada em 14 de março de 2013.[3] 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) em 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.[4] [5] 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,[3] dois atributos fundamentais de um bóson de Higgs, indicando fortemente a existência da partícula.[6]

Detalhes teóricos[editar | editar código-fonte]

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.

Medidas experimentais[editar | editar código-fonte]

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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).

Prêmio Nobel de física 2013[editar | editar código-fonte]

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[7]

Partícula de Deus[editar | editar código-fonte]

Fora da comunidade científica, é mais conhecida como a partícula de Deus (do original God particle[8] ) devido ao fato desta partícula permitir que as demais possuam diferentes massas [9] - 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.[10] .

Ver também[editar | editar código-fonte]

Referências

  1. a b c CERN Press Release: CERN experiments observe particle consistent with long-sought Higgs boson (em inglês) CERN (4 de julho de 2012). Visitado em 9 de julho de 2012.
  2. Redação do Site Inovação Tecnológica, acessado em 14/12/2011.
  3. a b (em inglês) New results indicate that new particle is a Higgs boson. Visitado em 7 de setembro de 2013.
  4. Cientistas anunciam que podem ter descoberto a "partícula de Deus" Noticias Sapo (4 de Julho de 2012). Visitado em 4 de Julho de 2012.
  5. (em inglês) NewScientist. It's a boson! But we need to know if it's the Higgs. Visitado em 7 de setembro de 2013.
  6. Partícula de Deus: análise indica que bóson de Higgs foi mesmo encontrado Noticias Terra (14 de Março de 2013). Visitado em 15 de Março de 2013.
  7. nobelprize.org. The Nobel Prize in Physics 2013: Peter Higgs, François Englert. Visitado em 8 de outubro de 2013.
  8. Cern anuncia descoberta do que pode ser a 'partícula de Deus' Portal Terra (4 de julho de 2012). Visitado em 5 de julho de 2012.
  9. Entenda o que Deus tem a ver com o bóson de Higgs Folha de S.Paulo (4 de julho de 2012). Visitado em 4 de julho de 2012.
  10. Marcelo Gleiser (08 de julho de 2012). Encontrado o bóson de Deus Folha de S. Paulo - Saúde+Ciência. Visitado em 09 de outubro de 2013.

Referências gerais[editar | editar código-fonte]

  • 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[editar | editar código-fonte]

  • 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.

Ligações externas[editar | editar código-fonte]

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