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

Bóson de Higgs (português brasileiro) ou bosão de Higgs (português europeu) 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 inicialmente 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[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 contribui para a compreensão da origem da massa das partículas subatômicas, cuja existência foi recentemente confirmada ao ser descoberta a partícula fundamental pelos experimentos ATLAS e CMS do Grande Colisor de Hádrons do 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. Consultado 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». Consultado em 7 de setembro de 2013 
  4. «Cientistas anunciam que podem ter descoberto a "partícula de Deus"». Noticias Sapo. 4 de julho de 2012. Consultado em 4 de julho de 2012  Verifique data em: |acessodata=, |data= (ajuda)
  5. (em inglês) NewScientist. «It's a boson! But we need to know if it's the Higgs». Consultado 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. Consultado em 15 de março de 2013  Verifique data em: |acessodata=, |data= (ajuda)
  7. nobelprize.org. «The Nobel Prize in Physics 2013: Peter Higgs, François Englert». Consultado 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. Consultado 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. Consultado 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. Consultado em 09 de outubro de 2013  Verifique data em: |acessodata=, |data= (ajuda)

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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