2273: O Bosão de Higgs, a estranha partícula que rendeu um Nobel, celebra sete anos

CIÊNCIA

azure_radiation / Flickr
Detalhe do LHC, Large Hadron Collider, acelerador de partículas do CERN

O Bosão de Higgs, também celebrizado como “A Partícula de Deus”, assinala esta quinta-feira, 4 de Julho, o sétimo aniversário do anúncio da sua descoberta, noticia a agência de notícias Europa Press.

Esta estranha partícula, que rendeu o Nobel da Física em 2013, é a partícula elementar proposta no Modelo Padrão de partículas que confere massa à matéria no Universo. Na prática, era a peça-chave que faltava encaixar no modelo.

Baptizada em homenagem a Peter Higgs, o físico britânico que, juntamente com outros cientistas, propôs em 1964 o mecanismo de Higgs para explicar a origem da massa das partículas subatómicas no Cosmos. Quase meio século depois, Higgs e François Englert receberam o Prémio Nobel de Física pelo seu trabalho.

Em 2012, o CERN (Laboratório Europeu de Física de Partículas) anunciou a observação de uma nova partícula no Grande Colisionador de Hadrões (LHC), cujas características eram consistentes com o tão procurado Bosão de Higgs.

Apesar de a observação precisar de mais tempo e dados antes da sua confirmação oficial, a revista científica Science considerou-a a maior descoberta de 2012.

Um ano depois, a 14 de Março de 2013, com o dobro dos dados, os cientistas do CERN foram capazes de determinar a forma pela qual a nova partícula interage com outras partículas e as suas propriedades quânticas e, juntamente com as interacções medidas com outras partículas, indicaram fortemente que se tratava do Bosão de Higgs.

Pelo seu 10.º aniversário, o CERN rotulou o Bosão de Higgs como a maior herança do LHC. “Foi a maior descoberta da Física dos últimos anos, a maior herança do LHC”, explicou, o director do CERN, Frédérick Bordry, em declarações à agência Lusa em de 2018.

De acordo com o CERN, as conexões de Higgs com muitos dos mistérios atuais mais profundos da física significam que o Higgs permanecerá um foco de actividades para os experimentalistas e teóricos no futuro previsível.

Apesar do grande avanço para a Física de Partículas, emergiram outras questões. Resta saber se o Bosão de Higgs é realmente a partícula prevista pelo Modelo Padrão ou se é o mais leve bosão previsto noutras teorias que vão para lá do modelo.

Segundo o CERN, esta partícula elementar, que está ainda na sua “infância”, continuar a ter várias conexões com muitos dos mistérios da Física. Pelo sétimo aniversário da sua confirmação, há uma coisa que é certa: “A Partícula de Deus” continuará a ser o foco de várias investigações teóricas e científicas no futuro próximo.

É a Física de Partículas que sai a ganhar.

SA, ZAP // Europa Press

Por SA
4 Julho, 2019

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2138: Físicos estão à procura de uma partícula de Deus gigante. Pode selar o destino do Universo

CIÊNCIA

(CC0/PD) insspirito / pixabay

O Bosão de Higgs, celebrizado como “Partícula de Deus”, é uma peça de um campo que permeia todo o espaço-tempo. Interage com muitas partículas, como electrões e quarks, fornecendo massa a essas partículas.

Quando, em 2012, os cientistas do Grande Colisionador de Hadrões, LHC, confirmaram a existência do Higgs foi um grande avanço. A descoberta preencheu a última peça que faltava no Modelo Padrão da Física, que explica o comportamento das minúsculas partículas subatómicas. A descoberta veio também a confirmar as suposições básicas dos físicos sobre a forma como o universo funciona.

Mas o Higgs que os cientistas encontraram é surpreendentemente leve. Segundo as estimativas, deveria ter sido muito mais pesado. Isso abre uma questão interessante: vimos um Bosão de Higgs, mas é o único? Há mais vagueando por aí?

Apesar de não haver ainda nenhuma evidência de um Higgs mais pesado, uma equipa de investigadores está à sua procura. Há rumores de que, à medida que os protões são esmagados no interior do colisionador, Higgs pesadas e até mesmo partículas de Higgs feitas de vários tipos de Higgs podem sair de onde se escondem.

Se o Higgs pesado realmente existe, precisamos de reconfigurar a nossa compreensão do Modelo Padrão da física de partículas com a nova descoberta de que há muito mais. E dentro dessas complexas interacções, pode haver uma pista para tudo, desde a massa da partícula fantasmagórica de neutrinos até o destino final do universo.

Sem o bosão de Higgs, praticamente todo o Modelo Padrão desaba. Mas para falar sobre o bóson de Higgs, primeiro precisamos de entender como o Modelo Padrão vê o universo. Na nossa melhor concepção do mundo subatómico usando o Modelo Padrão, o que pensamos como partículas não é muito importante. Em vez disso, existem campos.

Esses campos permeiam e absorvem todo o espaço e o tempo. Existe um campo para cada tipo de partícula: um para electrões, outro para fotões e assim por diante. O que se pensa como partículas são pequenas vibrações locais nos seus campos particulares.

O bosão de Higgs tem um tipo especial de campo. Como os outros campos, permeia todo o espaço e o tempo e também consegue interagir com os campos de todos os outros. Mas o campo de Higgs tem dois trabalhos muito importantes para fazer que não podem ser alcançados por nenhum outro campo.

O primeiro é conversar com os bosões W e Z, os portadores da força nuclear fraca. Ao falar com esses outros bosões, o Higgs consegue dar-lhes massa e garantir que fiquem separados dos fotões, os portadores da força electromagnética. Sem a interferência do Higgs, todas as operadoras seriam misturadas e essas duas forças se fundiriam. O outro é falar com outras partículas, como electrões. Através das conversas, também lhes dá massa.

Tudo isto foi trabalhado na década de 1960 através de uma série de matemática complicada, mas há um problema na teoria: não há uma maneira real de prever a massa exacta do bosão de Higgs. Quando se procura a partícula, não se sabe exactamente o que e onde se vai encontrá-la.

Em 2012, cientistas do LHC anunciaram a descoberta do bosão de Higgs depois de descobrirem que algumas das partículas que representam o campo de Higgs foram produzidas quando os protões foram esmagados um no outro a velocidades próximas à da luz. As partículas tinham uma massa de 125 gigaelectrão-volts (GeV), equivalente a 125 protões – pesado, mas não incrivelmente grande.

Os físicos não tinham uma previsão firme para a massa do bosão de Higgs. Mas existem algumas meias-previsões sobre a massa do bosão de Higgs com base na maneira como interage com outra partícula, o quark superior. Esses cálculos prevêem um número muito superior a 125 GeV. Porém, as previsões podem estar erradas.

Poderia haver uma infinidade de bosões de Higgs que são muito pesados ​​para vermos com nossa actual geração de colisionadores de partículas. Algumas teorias especulativas que impulsionam o conhecimento da física além do Modelo Padrão prevêem a existência desses bosões pesados ​​de Higgs. A natureza exacta desses caracteres adicionais de Higgs depende da teoria que vai de apenas um ou dois campos de Higgs extra-pesados ​​até estruturas compostas feitas de vários tipos diferentes de bosões de Higgs juntos.

Teóricos estão a tentar encontrar qualquer maneira possível de testar as teorias, uma vez que a maioria delas é simplesmente inacessível às experiências atuais. Num artigo recente submetido ao Journal of High Energy Physics, e publicado na revista pré-impressa arXiv, uma equipa de físicos avançou uma proposta para procurar a existência de mais bosões de Higgs, com base na maneira peculiar como as partículas podem decair em partículas mais leves e mais facilmente reconhecíveis, como electrões, neutrinos e fotões.

No entanto, esses decaimentos são extremamente raros, de modo que, embora possamos, em princípio, encontrá-los com o LHC, serão necessários muito mais anos para recolher dados suficientes.

ZAP //

Por ZAP
8 Junho, 2019



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1771: O Grande Colisionador de Hadrões acaba de dar à luz uma partícula incomum

CIÊNCIA

CERN / LHCb Collaboration

O Grande Colisionador de Hadrões (LHC), celebrizado pela descoberta do Bosão de Higgs, acaba de dar à luz uma nova partícula. Baptizada de Pc (4312) +, a partícula recém-descoberta faz parte da classe dos pentaquarks e pode abrir caminho para a compreensão da estrutura da matéria no Universo.

A descoberta, anunciada pela Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), revela que a descoberta é fruto de um estudo levado a cabo por Tomasz Skwarnicki, professor de Física na Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Syracuse, nos Estados Unidos.

De acordo com a nova publicação, cujos resultados foram esta semana publicados na página oficial do LHC, a descoberta evidenciou novos dados sobre a classe dos pentaquarks, classe de partículas muito raras que consistem, tal com o nome indica, em partículas subatómicas compostas por cinco quarks.

Em meados de 2015, uma equipa de físicos que trabalhava no detector do LHC, localizado na Suíça, encontrou pela primeira vez estas partículas. Na época, foram observadas duas partículas desta classe, que acabaram por ser baptizadas de Pc (4450) + e Pc (4380) +.

Agora, volvidos quatro anos após a primeira observação, Skwarnicki analisou mais dados recolhidos do LHC, conseguindo estudar com mais detalhe estas partículas. Além de ter descoberto uma nova partícula, nota a página, o cientista conseguiu ainda revelar uma estrutura mais complexa do que a encontrada anteriormente.

“Até agora, achávamos que um pentaquark era composto por cinco partículas elementares [quarks] juntas, e as nossas descobertas mostram o contrário”, disse Skwarnicki citado em comunicado divulgado pelo portal Phys.org.

O procedimento experimental de Skwarnicki, que usou o dobro da força utilizada anteriormente, permitiu à equipa de cientistas observar as estruturas dos pentaquarks de “forma mais clara do que antes”, permitindo ainda recolher dez vezes mais dados.

“O que pensávamos ser um pentaquark acabou por ser duas partículas, com pouco espaço entre elas”, explicou o cientista. A descoberta, segundo explicou, foi detectada através de um trio de picos estreitos nos dados do LHC. Cada um destes picos refere-se a um determinado pentaquark, um em especial está dividido em duas partes: um barião (que contêm três quarks) e um mesão (que contêm dois quarks).

A mesma nota sublinha outro aspecto “único” sobre estes três pentaquarks já descobertos: a sua massa é ligeiramente menor do que a soma das suas partes. Neste caso em específico, a massa é menor do que a soma do barião e o mesão.

“Os pentaquarks podem não desempenhar um papel importante no material de que somos feitos, mas a sua existência pode afectar significativamente os nossos modelos de matéria que são encontrados noutras partes do Universo, como as estrelas de neutrões”, rematou.

À semelhança do que aconteceu com o Bosão de Higgs, também conhecido como A Partícula de Deus, os pentaquarks foram teorizados durante anos. Durante muito tempo, os cientistas não consideravam provável a sua existência. Em 2015, e graças ao acelerador de partículas do CERN, esta ideia caiu por terra – afinal, os pentaquarks existem e foram já observados três “espécimes”.

SA, ZAP //

Por SA
28 Março, 2019

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934: Ao fim de seis anos, físicos observam desintegração do bosão de Higgs

Cientistas que trabalham com o maior acelerador de partículas do mundo observaram fenómeno previsto pela teoria mas nunca antes registado

Físicos do CERN fazem nova descoberta associada ao Bosão de Higgs
© REUTERS/Denis Balibouse

O Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN), situado em Genebra, Suíça, anunciou esta terça-feira uma nova descoberta associada ao famoso bosão de Higgs. Ao fim de seis anos, os físicos que trabalham com o maior acelerador de partículas do mundo, o LHC, anunciam tê-lo visto a desintegrar-se. A situação foi anunciada pelo CERN em várias publicações científicas.

De acordo com o relato da revista Science, os físicos acreditam que o bosão de Higgs se desintegra em 57% das vezes, mas sublinham que a sua observação não é fácil. Formado por uma única partícula subatómica, que pesa 130 protões, o Higgs tem uma durabilidade ínfima, de dez trilionésimos de um nano segundo, antes de se desintegrar em partículas menos massivas.

Mas, ao fim de seis anos de pesquisa, os físicos do CERN conseguiram identificar uma desintegração em partículas fundamentais, conhecidas como quarks bottom, ou quarkb, o segundo mais pesado dos seis tipos de quark.

Os quarks são partículas subatómicas que compõem elementos pesados de matéria, como o protão.

Os físicos referem que a observação agora alcançada é importante para a exploração do bosão, considerado fundamental para explicar por que razão algumas partículas têm massa.

Simultaneamente, os resultados mostram que foi alcançado um profundo entendimento entre os dados recolhidos e o controlo dos ruídos de fundo – os dados “lixo” que são captados em todas as medições, criando alguma incerteza nas observações.

Esta observação é considerada já como um passo fundamental na campanha dos cientistas para ver se o bosão se realmente se decompõe nas várias combinações de partículas nas taxas previstas pelo chamado Modelo Padrão – a teoria científica mais completa que temos sobre o funcionamento da natureza a nível quântico. Mas se as taxas de desintegração não corresponderem às previsões teóricas, isso será um sinal claro de que novas partículas ainda precisam ser descobertas. Estas, espera-se, podem estar ao alcance do LHC (Large Hadron Collider).

Diário de Notícias
DN
28 Agosto 2018 — 20:25

(Foi corrigido 1 erro ortográfico ao testo original)

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625: A Partícula de Deus tem um novo amigo

(CC0/PD) insspirito / pixabay

O Bosão de Higgs, celebrizado como “Partícula de Deus”, apareceu novamente no maior acelerador de partículas do mundo. Desta vez, surgiu ao lado de um quark top e um quark antitop, as mais pesadas partículas fundamentais conhecidas.

Esta nova descoberta poderá ajudar os cientistas a compreender melhor por que motivo as partículas fundamentais têm massa.

Quando, em 2013, os cientistas do Grande Colisionador de Hadrões, LHC, confirmaram a existência do Higgs foi um grande avanço. A descoberta preencheu a última peça que faltava no Modelo Padrão da Física, que explica o comportamento das minúsculas partículas subatómicas. A descoberta veio também a confirmar as suposições básicas dos físicos sobre a forma como o universo funciona.

No entanto, simplesmente encontrar o bosão de Higgs não explica todas as questões que os cientistas têm sobre como este se comporta. Esta nova observação começa agora a preencher as lacunas deixadas.

Tal como a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), a organização científica que opera o LHC, explicou num comunicado, um dos mistérios mais importantes na física de partículas são as diferenças de massa entre os fermiões, as partículas que compõem a matéria.

Um electrão, por exemplo, tem pouco menos de um milionésimo da massa de um quark top. Os investigadores acreditam que o bosão de Higgs, com o seu importante papel em explicar a origem da massa no universo, poderá ser a chave para este mistério.

Duas experiências – o Compact Muon Solenoid (CMS) e o A Toroidal LHC Apparatus (ATLAS) – observaram uma decadência que revelou que o Higgs se “une” fortemente ao super pesado quark superior, sugerindo uma estreita afinidade entre as partículas. Este resultado vai também ao encontro do que os físicos tinham previsto.

As novas medições “indicam fortemente que o bosão de Higgs tem um papel fundamental no grande valor da massa dos quarks top. Embora esta seja certamente uma característica fundamental no Modelo Padrão, “esta é a primeira vez que foi verificada experimentalmente com uma significância esmagadora”, disse Karl Jakobs, porta-voz da colaboração entre a ATLAS e o LHC.

As novas conclusões não são resultado de uma única observação, mas sim de um conjunto de sinais fracos recolhidos em várias observações, que foram sendo guardados até que os investigadores tivessem dados suficientes para ter a certeza do que estavam a testemunhar.

As conclusões foram publicados esta segunda-feira num artigo no Physical Review Letters.

O Grande Colisonador de Hadrões é o maior acelerador de partículas do mundo, instalado num túnel com 27 quilómetros de circunferência na fronteira entre a França e a Suíça. Em 2013, o laboratório ganhou destaque na imprensa internacional ao detectar o Bosão de Higgs, conhecido popularmente como a “partícula de Deus”.

ZAP // Live Science

Por ZAP
7 Junho, 2018

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431: A “partícula de Deus” pode já ter começado a destruir o Universo

JPL-Caltech / NASA

Um novo e controverso estudo sugere que, num qualquer lugar distante do espaço, um Bosão de Higgs pode colapsar (ou já ter colapsado), produzindo uma bolha de energia no vácuo em expansão – que acabará por nos engolir a todos.

O Bosão de Higgs, a famosa “Partícula de Deus“, foi descoberta em 2012, quase 50 anos depois de Peter Higgs ter postulado a sua existência, após décadas de pesquisa de físicos que a procuraram incansavelmente.

Segundo um novo estudo de uma equipa de cientistas da Universidade de Harvard, no Reino Unido, esta partícula sub-atómica pode um dia destruir o Universo. Mais do que isso, o irreversível processo até poderá já estar em curso.

De acordo com o estudo, publicado o mês passado na revista Physical Review, é possível que a mencionada partícula já tenha colapsado sobre si própria algures no espaço – caso em que irá brevemente produzir uma bolha de energia capaz de devorar o Universo.

Esta não é a primeira pesquisa na área da física de partículas com previsões apocalípticas, e diversos estudos avançaram até agora com cálculos sobre a forma como o Universo vai acabar – ou a data em que tal vai acontecer. Em todos eles, felizmente para nós e para os bisnetos dos nossos bisnetos, o Universo acaba daqui a um tempo incontável. As estimativas actuais prevêem o fim do Universo em 1×10100 anos.

Segundo explica Anders Andreassen, investigador da Universidade de Harvard e autor principal da pesquisa, “a destruição do Universo por um Bosão de Higgs é um fenómeno altamente improvável”. Mas, diz o físico, num Universo infinitamente grande, mesmo as coisas altamente improváveis se tornam inevitavelmente prováveis.

“Um dos objectivos do nosso estudo é o de corrigir todas as aproximações anteriores e obter a data mais exacta possível para a eventual destruição do Universo”, que, diz Andreassen, está até mais distante do que se pensava: tudo terminará com uma violenta explosão, daqui a cerca de 1×10139 anos. Um número com 139 zeros.

“A precisão extrema desta pesquisa é impressionante”, comenta Ruth Gregory, investigadora da Universidad de Durham, no Reino Unido, que questiona a validade das conclusões do novo estudo.

“Foram muito precisos, o que não foram é capazes de considerar a gravidade, nem explicar a matéria escura ou a energia escura”, diz à New Scientist a investigadora britânica. E, como convém, está lançada a controvérsia na comunidade científica.

O fim chegará sem nos darmos conta

A bolha de energia produzida pelo eventual colapso de um Bosão de Higgs, que até já pode ter acontecido, irá assim um dia atingir a Terra e engoli-la por completo (juntamente com uma boa parte deste lado do Universo conhecido).

Mas para os humanos (ou algo parecido) que então tenham a infelicidade de viver no nosso planeta, se ainda existir na altura, há uma espécie de boa notícia: nem vão aperceber-se do que lhes aconteceu.

Segundo os autores do estudo, a informação foi há muito tempo proibida pela Teoria da Relatividade de Einstein de viajar mais depressa do que a luz. “É excitante imaginar essa borbulha de energia negativa, a caminhar na nossa direcção, à velocidade da luz. Mas nunca a veremos chegar”, diz Andreassen.

Assim, será impossível saber com antecedência que o Fim do Mundo por Bosão de Higgs já aconteceu, e que não vale a pena pôr a roupa a lavar.

ZAP // N+1 / New Scientist

Por ZAP
3 Abril, 2018

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