Sinais da existência do bóson de Higgs

A organização europeia para a pesquisa nuclear CERN, através dos experimentos ATLAS e CMS no LHC (Large Hadron Collider) divulgou sinais da existência do bóson de Higgs.

© CERN (representação de sinal da existência do bóson de Higgs)

Seus resultados são baseados na recente análise de dados, mas não o suficiente para fazer qualquer declaração conclusiva sobre a existência ou não da elusiva partícula de Higgs. A principal conclusão é que de acordo com o Modelo Padrão para o bóson de Higgs existir, é mais provável que possua uma massa restrita à faixa de 116-130 GeV (gigaelétron-volt) pelo experimento ATLAS e 115-127 GeV pelo experimento CMS. Foram vistos picos de energia nestas regiões em ambos os experimentos na região de massa propícia, mas estes ainda não são relevantes o bastante para reivindicar uma descoberta.
O modelo padrão da física de partículas implica na existência do chamado Campo de Higgs que permeia todo o espaço. As partículas que interagem com este campo mais fortemente experimentam uma resistência maior ao seu movimento e por isso parecem mais pesadas. Algumas partículas, porém, como os fótons não interagem com o campo e por isso não possuem massa.

Os bósons de Higgs, se eles existem, têm uma vida muito curta e podem decair de diferentes maneiras. 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 poderão comprovar a sua existência, que aparecerão como ligeiras variações em gráficos produzidos pelos detectores.

Dados do ATLAS e do CMS foram analisados em alguns canais de decaimento, e os experimentos puderam gerar pequenos excessos na região de baixa massa que ainda não foram excluídos.

Porém, nenhum desses excessos observados possuem um significado estatístico razoável. Entretanto, foram encontradas evidências da existência da partícula no intervalo de massa entre 124 e 126 GeV - cerca de 130 vezes mais pesado do que os prótons encontrados no núcleo dos átomos. É muito cedo ainda para dizer se o ATLAS e o CMS descobriram o bóson de Higgs, mas algumas conclusões e números apresentados proporcionaram grande interesse da comunidade da física de partículas.

O excesso de massa encontrado em torno de 125 GeV pode caracterizar a existência do bóson de Higgs, mas também poderia ser uma flutuação.

Não pode ser excluída também a presença da partícula entre 115 e 127 GeV por causa de modestos eventos de excesso de massa nessa região. O Modelo Padrão é a teoria que descreve o comportamento das partículas fundamentais e as forças que atuam entre elas. Esse modelo descreve a matéria ordinária, a matéria constituinte do nosso Universo visível. Porém o Modelo Padrão não descreve 96% do Universo que é invisível (matéria escura e energia escura). Um dos principais objetivos do programa de pesquisa do LHC é ir além do Modelo Padrão, e o bóson de Higgs é fundamental para ultrapassar essa fronteira.

O Modelo Padrão de Higgs confirmaria uma teoria colocada na década de 1960, mas existem outras formas possíveis que o bóson de Higgs poderia existir integrando teorias e indo além do Modelo Padrão. Este modelo poderia ainda apontar o caminho para uma nova física, através de sutilezas nesse comportamento que só emergiriam depois de se estudar uma grande quantidade de decaimentos de partículas de Higgs.

Caso se comprove que o Bóson de Higgs não exista, a teoria do Modelo Padrão teria de ser reescrita. Isso poderia abrir caminho para novas linhas de pesquisa, que poderão se tornar revolucionárias na compreensão do Universo.

Fonte: CERN