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Bóson de Higgs: o que é a “partícula de Deus”, descoberta por Peter Higgs

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O físico britânico Peter Higgs, ganhador do Prêmio Nobel de Física de 2013 e descobridor da Partícula de Deus, faleceu nesta segunda-feira, 8, mas deixou seu legado na ciência, que ainda está sendo estudada.

O comunicado que divulgou a notícia não informou a causa da morte. Os portadores oficiais são da Universidade de Edimburgo, na Escócia, onde Higgs ensinava.

Junto com o físico belga François Englert, Higgs foi o responsável pela descoberta do que é conhecido como Bóson de Higgs, em sua homenagem. Também conhecida como “partícula de Deus”, é o átomo fundamental que ajuda a explicar a origem do Universo.

O termo apareceu pela primeira vez em um artigo escrito pelo inglês em 1964, quando seus estudos de teoria quântica o levaram a tentar explicar a interação fraca – fator que afeta a ligação entre partículas subatômicas.

No entanto, a sua existência só se confirmou em 2013, na sequência da experiência do acelerador de partículas Large Hadron Collider (LHC), na Organização Europeia para a Investigação Nuclear (CERN).

Esta descoberta é importante para fornecer uma explicação para a evolução da matéria no universo.

Via Revista Galileu

Mistério na quântica

Para compreender a importância das contribuições de Higgs para a ciência, é necessário compreender que a física quântica é o campo que estuda partículas menores que os átomos.

A força fraca é uma das quatro forças fundamentais investigadas por este campo, juntamente com o eletromagnetismo, a força forte e a gravidade.

Partículas subatômicas se comportam como ondas no oceano. Quando se comunicam, ocorre uma troca entre partículas subatômicas chamadas mensageiras.

Um exemplo são os fótons, partículas de luz que se comportam como ondas em campos eletromagnéticos. Eles são responsáveis ​​por transmitir forças de interação eletromagnética quando dois elétrons – com cargas negativas – interagem entre si.

Esta definição básica constitui a base para a definição de eletromagnetismo quântico.

Porém, esta teoria, quando aplicada à interação fraca, não consegue explicar a existência de um grande número de intermediários desta interação fundamental, chamados de bósons W e Z e considerados partículas básicas.

Higgs, trabalhando com outros dois professores, elaborou então uma teoria da máquina Brout-Englert-Higgs, que ajudou a preencher essa lacuna.

A Partícula de Deus

A comunidade científica ainda não consegue explicar como essas partículas evoluíram sem massa, mas estão começando a obtê-las.

O trabalho dos pesquisadores previu então um campo invisível chamado “campo de Higgs”, que permeou o universo e confirmou o tamanho das partículas.

Segundo essa teoria, quanto mais interage com o campo, mais massa ganha – com cada tipo de partícula interagindo com uma determinada força, resultando em uma determinada massa.

Este mecanismo ajuda a apoiar a teoria do Big Bang: com ele, os cientistas podem determinar que imediatamente após a explosão, o campo de Higgs começou e evoluiu espontaneamente à medida que o Universo expandia.

Isto explicaria como as partículas, que só se movem à velocidade da luz, se expandem e formam estrelas e planetas.

Mas ainda falta uma peça no quebra-cabeça: evidências da existência de partículas elementares consistentes com o Modelo Padrão mencionado pelos pesquisadores no artigo.

Via Agência Brasil

Modelo Padrão

O Modelo Padrão descreve todas as partículas subatômicas que constituem a maior parte do Universo visível. Isso inclui o bóson de Higgs, a Partícula de Deus, que sustenta toda a teoria. Porém, sua busca se limitou devido à tecnologia e às técnicas da década de 1970.

Somente em 2008 o LHC começou a operar. Quatro anos depois, em 2012, foi encontrada uma partícula correspondente à descrição das propriedades do bóson de Higgs e, no ano seguinte, sua descoberta foi confirmada.

A dificuldade em encontrá-la vem de sua grande massa e curta vida útil. Isso porque a “partícula mágica” decai ou se transforma em outras partículas quase que instantaneamente. Assim, não permite a observação direta.

Num esforço para detectar este processo de decaimento, os físicos do LHC aceleraram um feixe contendo 500 mil milhões de protões a 99,99999% da velocidade da luz. E foi esse experimento que tornou possível sua descoberta.

Quase 50 anos depois da descrição por Higgs e Englert, o bóson de Higgs se tornou uma das descobertas mais importantes da física quântica, valendo aos pesquisadores o Prêmio Nobel.

Colegas e amigos de Higgs falaram sobre sua carreira e vida. Muitos o elogiaram como um cientista ‘verdadeiramente talentoso’, com trabalhos pioneiros que influenciaram centenas de gerações a se tornarem cientistas também.

 

Fonte: Revista Galileu

Imagens: Agência Brasil, Revista Galileu

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