Perguntas e respostas sobre o Bóson de Higgs

Entenda o que é a “partícula de Deus” e sua importância para a ciência

Alessandro Greco especial para o iG | - Atualizada às

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Gráfico mostra colisão de partículas no experimento CMS no Grande Colisor de Hádrons, na Suíça


O que é o Bóson de Higgs?
Segundo teorias da Física que aguardam comprovação definitiva, Higgs é uma partícula subatômica considerada uma das matérias-primas básicas da criação do Universo.

Existe uma teoria quase completa sobre o funcionamento do Universo, com todas as partículas que formam os átomos e moléculas e toda a matéria que vemos, além de partículas mais exóticas. Esse é o chamado Modelo Padrão.

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Mas há um "buraco" na teoria: ela não explica como todas essas partículas obtiveram massa. A partícula de Higgs, cuja teoria foi proposta inicialmente em 1964, é uma explicação para tentar preencher esse vácuo.


Segundo o Modelo Padrão, o Universo foi resfriado após o Big Bang, quando uma força invisível, conhecida como Campo de Higgs, formou-se junto de partículas associadas, os Bósons de Higgs, transferindo massa para outras partículas fundamentais.

Por que a massa é importante?
A massa é simplesmente uma medida de quanto qualquer objeto - uma partícula, uma molécula, um animal - contém em si mesmo. Se não fosse pela massa, todas as partículas fundamentais que compõem os átomos e os animais viajariam pelo cosmos na velocidade da luz, e o Universo como o conhecemos não seria agrupado em matéria. A existência dos átomos e por consequência, da vida, não seria possível.

A teoria em questão propõe que o Campo de Higgs, permeando o Universo, permite que as partículas obtenham massa. Esse processo pode ser ilustrado com a resistência que um corpo encontra quando tenta nadar em uma piscina. O Campo de Higgs permeia o Universo como a água enche uma piscina. 

Há quanto tempo os cientistas estão procurando o Bóson de Higgs ?
Há mais de duas décadas. O trabalho já envolveu milhares de cientistas que trabalharam no chamado LEP, o antigo acelerador de partículas do laboratório Cern, na Suíça e no Tevatron, do laboratório Fermilab, nos Estados Unidos, que foi fechado recentemente. Atualmente a busca acontece no LHC (sigla em inglês para Grande Colisor de Hádrons), do Cern.

Como os cientistas estão procurando o Bóson de Higgs?
Literalmente arremessando partículas subatômicas umas contra as outras a velocidades altíssimas, perto da velocidade da luz. Ao fazer isso, recriam a energia que existia no início do universo e produzem diversas novas partículas, entre elas, em teoria, o Bóson de Higgs.

A caça ao Higgs é uma das razões que levaram à construção do imenso acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), do Cern (Centro Europeu para a Pesquisa Nuclear), na Suíça. 

O LHC esmaga dois feixes de prótons próximos à velocidade da luz, gerando uma série de outras partículas. É possível que o Higgs nunca seja observado diretamente, mas os cientistas esperam que ele exista momentaneamente nessa "sopa" de partículas. Se ele se comportar como os pesquisadores esperam que ele se comporte, pode se decompor em novas partículas, deixando um rastro de provas de sua existência.

Caso seja produzido a partir das bilhões de colisões no LHC, o Bóson rapidamente se transformará em partículas de massa menor e mais estáveis. Serão essas partículas os indícios que os físicos poderão usar para comprovar a existência do Bóson, que aparecerão como ligeiras variações - como a anunciada na quarta (4) - em gráficos usados pelos cientistas. Portanto, a confirmação definitiva  se dará a partir de uma certeza estatística.

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E o que o Bóson de Higgs tem a ver com o Big Bang?
Tudo. Há 13, 7 bilhões de anos, o Big Bang criou o universo com partículas sem energia e radiação. A teoria diz que uma fração de segundo após a grande explosão, parte dessa radiação se congelou em um campo chamado de campo de Higgs. Com mais alguns segundos o universo começou a esfriar e as partículas começaram a adquirir massa a partir de sua interação com o campo de Higgs.

Por que ela é chamada “a partícula de Deus”?
É o título de um livro do prêmio Nobel de Física Leon Lederman que conta a busca pelo bóson de Higgs. No livro, Lederman conta que o editor do livro não deixaria ele colocar o nome de esta “maldita” (em inglês, goddamn) partícula, o que seria mais apropriado dado o tamanho da despesa e sua natureza, digamos, difícil de ser constatada.

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O professor da Universidade de Edimburgo Peter Higgs é o responsável pela teoria do campo e bóson que levam seu nome

Por que a partícula se chama Higgs?
Peter Higgs (1929-?) é um físico inglês. Professor emérito da Universidade de Edimburgo, na Escócia, é um dos pais do bóson de Higgs, embora não goste de ser chamado assim. Ele foi um dos cientistas que propôs em 1964 o que ficou conhecido como mecanismo de Higgs que prevê a existência do campo (e do Bóson) de Higgs que por sua vez é a responsável pela massa de todas as partículas existentes atualmente no universo. O Bóson de Higgs é uma peça fundamental do chamado Modelo Padrão da Física.

O que é o Modelo Padrão?
É o modelo criado pelos físicos de partículas para explicar a dinâmica das partículas subatômicas. Os físicos assumem que ele está correto pois suas previsões teóricas ao longo dos últimos 40 anos de resultados experimentais tem sido acertadas. Ele, no entanto, não explica tudo, deixando de fora, por exemplo, a força da gravidade.

Quanto esta pesquisa custou até agora?
O LHC sozinho custou cerca de 10 bilhões de dólares para ser construído e gerenciado. Isso inclui os salários de milhares de cientistas e técnicos ao redor do mundo, que colabaram nos dois experimentos que buscam o Higgs independentemente um do outro.

Todos estes estudos tiveram algum resultado prático?
Não diretamente. Mas o esforço científico que chegou à descoberta compensou de outras maneiras, como a criação da Internet em seu uso mais corriqueiro. Os cientistas do Cern desenvolveram a World Wide Web para facilitar a troca de informações entre eles. O vasto poder computacional necessário para analisar todos os dados produzidos pelo LHC também acelerou o desenvolvimento da computação em nuvem, que hoje é usada em serviços disponíveis a todos.

Avanços na captação de energia solar, diagnóstico por imagem e terapia por prótons, usada no combate a câncer -- também foram produtos do trabalho de físicos do Cern e outras instituições parceiras.

O que vem por aí?
"Isto é só o começo," disse James Gillies, porta-voz do Cern. Os pesquisadores continuarão a examinar a nova partícula até compreender completamente como ela se comporta. Com isso, eles pretendem entender os 96% do Universo que ainda estão escondidos da nossa visão. Isso pode resultar no descobrimento de novas partículas e até mesmo em forças da natureza desconhecidas.

E se a partícula que foi encontrada não for o Bóson de Higgs?
Caso se comprove que o Bóson de Higgs não existe, a teoria do Modelo Padrão teria de ser reescrita. Isso poderia abrir caminho para novas linhas de pesquisa, que podem se tornar revolucionárias na compreensão do Universo, da mesma forma que uma lacuna nas teorias da Física acabou levando ao desenvolvimento das teses da mecânica quântica, há um século. 


(Com informações da BBC, AP e AFP) 

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