GABRILA65162183544miv_Superinteressante Created with Sketch.

LHC observa um novo tipo de “morte” do bóson de Higgs: a partícula de Deus

A misteriosa partícula que permite que você seja um corpo sólido passou por mais um teste. E agora sua existência está mais provada do que nunca.

Quarks são coisinhas engraçadas. E não é só por causa do nome – tirado de uma frase do romance Finnegan’s Wake, de James Joyce.

Para começo de conversa, você é feito deles. Com três quarks, forma-se um próton ou nêutron. Eles, por sua vez, formam átomos. Que formam moléculas. Que formam tudo que existe: humanos, elefantes, mesas de jantar, Plutão e a galáxia de Andrômeda, só para enumerar uma breve lista.

Embora os quarks formem um bocado de coisas – no caso, tudo que existe –, eles não são formados por nada. Não há como montar um quark a partir de dois componentes menores. Ele é o que a física chama de partícula elementar, isto é: a menor coisa que pode existir.

Há seis tipos de quarks. Eles são up, down, top, bottom, charm e strange. Antes que você se pergunte: não, esses nomes não são siglas nem nada parecido. Essas pequenas partículas de fato foram apelidadas pelos físicos de charme, estranho, para cima etc. (eu tomei a liberdade de traduzir alguns dos nomes para o português, embora, no cotidiano, os físicos se refiram a elas em inglês).

Com 2 quarks do tipo up e 1 quark do tipo down se faz um próton. Inverta a receita, adicionando 2 down e 1 up, e você terá um nêutron em mãos. Acontece que os quarks não são as únicas particulas elementares que existem. Há outras categorias, como os léptons (você conhece um, o elétron) e os bósons (você também conhece um: o tal do bóson de Higgs).

É comum explicar o bóson de Higgs dizendo que ele é a partícula que confere massa às coisas. Que ele permite que o mundo em que a gente vive seja composto de coisas sólidas, líquidas ou gasosas – e não apenas de energia, que é algo impossível de tocar ou sequer definir. É bem por aí, mesmo. Se não fosse ele, você e um raio de luz seriam a mesma coisa. Você pode entender melhor o que é e o que faz o bóson de Higgs nas duas matérias abaixo:

Veja também

Entre quarks, léptons, bósons e o caramba, os físicos conhecem 17 partículas elementares (você pode ver uma foto da família completa aqui). Essa família de partículas – que dá conta de explicar quase tudo que existe – é chamada pelos físicos de modelo padrão. O modelo padrão é uma das teorias mais precisas e bem-sucedidas da ciência contemporânea. 

Ao contrário de quarks como o up e down, que já são super manjados para os especialistas da área, o bóson de Higgs é uma partícula elusiva, difícil de estudar. Quando ele foi detectado pela primeira vez – em 2015, no Grande Colisor de Hádrons (LHC) –, ele não foi detectado de fato (isso seria impossível, não dá para pegar um bóson de Higgs na mão).

O que foi detectado, na verdade, são as partículas em que o bóson de Higgs se transforma depois que ele decai – um jeito bonito de dizer que ele morre.

Vamos explicar melhor: na física dos átomos, se diz que um elemento como o urânio decai quando ele perde um pedacinho de si para tentar se estabilizar (entenda melhor nas reportagens abaixo). Já na física das partículas menores que o átomo, ninguém perde pedacinho nenhum, pelo motivo já mencionado de que partículas elementares simplesmente existem – elas não são compostas de pedacinhos. 

O bóson de Higgs pode decair – ou seja, se transformar – em vários conjuntos de partículas diferentes. Em princípio, essas partículas poderiam ser geradas por outros processos. Por isso, boa parte do trabalho dos cientistas do LHC é procurar agulha no palheiro. Analisar os dados dos experimentos feitos lá para encontrar partículas que foram, sem sombra de dúvida, geradas pelo decaimento do bóson de Higgs, e não por incontáveis outros processos.

Da primeira vez que o bóson de Higgs foi detectado, ele foi pego no flagra decaindo para partículas como os fótons – sim, as mesmas que compõem a luz – ou léptons tau, colegas dos elétrons. Foi mais fácil detectar esses decaimentos porque eles se destacam mais contra o ruído de fundo – são agulhas mais brilhantes no palheiro.

O problema é que essas agulhas brilhantes são raras. Os cálculos indicavam que, na maior parte (60%) das vezes, o bóson decairia para quarks do tipo bottom. E esses quarks ficam camuflados no ruído de fundo gerado pelas colisões de partículas que ocorrem no LHC. Em outras palavras, a tarefa mais difícil era observar justamente o tipo de decaimento mais comum.

Após dois artigos científicos anunciados na última quarta (29) – mas ainda não publicados –, essa dificuldade acabou. Cientistas do ATLAS e do CMS – duas das equipes que trabalham no LHC – finalmente pegaram o pequeno Higgs se tornando um quark bottom. Isso reforça a correspondência entre teoria e prática – e mostra, mais uma vez, o quanto o bizarro modelo padrão, com seu desfile de partículas de derreter o cérebro, é uma representação fiel da realidade em escala subatômica.

Comentários

Não é mais possível comentar nessa página.

  1. An outstanding share!I have just forwarded this onto a coleague who was conducting a little homework
    on this. And he in fact ordered me dinner because I found it for him…
    lol. So allow me to reword this…. Thanks for the meal!! But yeah, thanx for spending time to
    talk avout this subject heree on your blog.

    Curtir