Bóson de Higgs
Autor: PROF. EVANDRO | Publicado: 2013-01-23T07:43:00-08:00





O bóson de Higgs é a unidade fundamental de um mecanismo que explica como as partículas ganham massa
            

            
              (Hemera/Thinkstock)


&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A confirmação da existência de uma partícula que tem grandes chances de ser o bóson de Higgs
 nesta quarta-feira representa o ápice de uma longa saga científica. 
Mais do que completar um complexo quebra-cabeças teórico proposto no 
início da década de 1970, o anúncio dessa misteriosa partícula coroa os 
esforços de milhares de cientistas ao redor do mundo que dedicaram suas 
vidas a entender como o maquinário fundamental do universo funciona. A 
verificação experimental do bóson de Higgs não trará a cura da aids nem resolverá o problema da fome do mundo, mas não deixa de ser uma vitória do homem sobre a natureza. É bom que a civilização tenha espaço para esse tipo de empreendimento.


  
MODELO PADRÃO&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
  O Modelo Padrão é a melhor descrição do mundo subatômico. 
Existem outras, mas nenhuma que tenha tido tanto sucesso em experimentos
 para prever e descrever as partículas e as forças de suas interações. O
 Modelo Padrão oferece ferramentas teóricas para o avanço de 
tecnologias. A cura do câncer ou a construção de uma nave interestelar 
passam, em última análise, pelo sucesso de um modelo que descreva o 
comportamento da natureza no mais fundamental dos níveis.

BÓSON DE HIGGS
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  O bóson de Higgs é uma partícula subatômica prevista há quase 50 anos.
 Após décadas de procura, os físicos ainda não conseguiram nenhuma prova
 de que ela exista. O Higgs é importante porque a existência dele 
provaria que existe um campo
 invisível que permeia o universo. Sem o campo, ou algo parecido, nada 
do que conhecemos existiria. Os cientistas não esperavam detectar o 
campo, mas sim uma pequena deformação nele, chamada bóson de Higgs.

LHC
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  O Grande Colisor de Hádrons (do inglês Large Hadron Collider, LHC) é o
 maior acelerador de partículas do mundo, com 27 quilômetros de 
circunferência. Ele pertence ao CERN, o centro europeu de pesquisas 
nucleares e está instalado na fronteira franco-suíça. Em seu interior, 
partículas são aceleradas até 99,9% da velocidade da luz. Os 
experimentos ajudam a responder questões sobre a criação do universo, a 
natureza da matéria e fenômenos exóticos observados no espaço.

Sempre foi uma obsessão da ciência encontrar uma única teoria que 
explicasse todos os fenômenos da natureza, desde a constituição das 
partículas da matéria até as forças que as relacionam. Não porque isso 
pudesse resolver os problemas imediatos da humanidade, mas pelo desafio 
do conhecimento.

Até o início da década de 1970, o conhecimento humano do mundo 
subatômico era uma baderna. Havia muitas teorias – modelo quark, teoria 
Regge, de Calibre, Matriz-S, entre outras –, prevendo centenas de 
partículas e complexas relações entre elas.&nbsp;Mas elas só conseguiam 
explicar pequenos pedaços da realidade. "Não estava claro qual modelo 
era o correto", escreveu o físico britânico Stephen Wolfram na revista 
americana Wired. "Algumas teorias pareciam vazias, outras eram profundas
 e filosóficas. Algumas eram sofisticadas, e outras, entediantes."

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 As peças do modelo — No início da década de 1970, 
contudo, uma teoria se destacou. Nessa época os cientistas confirmaram a
 existência dos quarks, partículas que constituem os prótons e os 
nêutrons, elementos que formam o núcleo dos átomos. Essa descoberta deu 
força a&nbsp;uma teoria que viria a ser conhecida como&nbsp;Modelo Padrão
 da Física de Partículas — que previa a existência&nbsp;de 12 tipos de 
partículas elementares, suportadas por um campo que confere massa a 
algumas delas (como o elétron), mas não a outras (como o fóton).

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 O pontapé inicial para a confecção do Modelo Padrão foi dado em 1960, 
quando o físico americano Sheldon Glashow descobriu uma forma de 
combinar a força eletromagnética e as interações fracas dos átomos, duas
 das quatro forças fundamentais (as outras são as interações fortes dos 
átomos e a gravidade).

Sete anos mais tarde, Steven Weinberg e Abdus Salam afundiram as ideias
 de Glashow às do físico escocês Peter Higgs.&nbsp;Em 1964, Higgs propôs a 
existência de um campo com o qual as partículas interagem. Essa 
interação confere massa às partículas.&nbsp;As que não interagem com o campo 
de Higgs não possuem massa e estão fadadas a viajar para sempre na 
velocidade da luz, como os fótons, a unidade básica da luz. A unidade 
básica desse campo foi batizada com o nome do físico: bóson (nome dado 
às partículas que ‘transportam’ energia) de Higgs.

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 Entre 1972 e 1974 experimentos confirmaram a teoria da interação forte 
entre as partículas (mais uma das quatro forças fundamentais). A 
descoberta deu ao Modelo Padrão sua forma atual e valeu a Glashow, Salam
 e Weinberg o Nobel de Física de 1979.

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 A teoria de 'quase tudo' —&nbsp;Os cientistas usaram o 
Modelo Padrão para prever a existência de várias partículas que ainda 
não haviam sido verificadas na prática, e ele não decepcionou. A um 
custo de bilhões de dólares, foram construídos aceleradores de 
partículas, como o Fermilab, nos Estados Unidos e o LHC,
 na fronteira franco-suíça. A descoberta do quark bottom em 1977, o 
quark top em 1995 e o tau neutrino em 2000 deram ainda mais crédito ao 
Modelo Padrão, fazendo dele a melhor teoria para explicar ‘quase tudo’. 
Com ele, é possível explicar com sucesso uma grande variedade de 
resultados experimentais, exceção feita ao comportamento da gravidade, 
da matéria e da energia escuras e da antimatéria.



Peter Higgs, o 'pai' do bóson de Higgs, na Universidade de Edimburgo, na Escócia. David Noir/Reuters







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 A partícula derradeira — De todas as partículas 
previstas pelo Modelo Padrão, apenas uma não havia sido verificada em 
experimentos: o bóson de Higgs. Sua verificação tornou-se, portanto, uma
 questão de honra para os teóricos. Mas não foi fácil. Os primeiros 
aceleradores de partícula não foram capazes de encontrá-lo. Nem os de 
segunda geração. Foi preciso investir 10 bilhões de dólares para a 
construção do Large Hadron Collider, um gigantesco anel de 27 
quilômetros de diâmetro na fronteira franco-suíça, potente o suficiente 
para esmagar prótons a uma velocidade próxima a da luz e oferecer as 
condições para procurar o bóson de Higgs em regiões energéticas 
desconhecidas até então pela ciência.&nbsp;Embora não fosse seu único 
objetivo, a busca pelo bóson de Higgs é a principal vitrine do LHC e o 
principal&nbsp;argumento para convencer governos a gastar dinheiro público em
 um empreendimento de ambições puramente teóricas.

A próxima jornada – A longa espera chegou ao fim nesta
 quarta-feira. Isso explica o entusiasmo&nbsp;com que cientistas ao redor do 
planeta programaram encontros festivos para receber o anúncio do 
pesquisadores do LHC. O próprio Peter Higgs foi convidado para o 
anúncio. Após os resultados, disse aliviado. “Acho que o encontramos”. 
Em uma coletiva de imprensa na Escócia, nessa sexta-feira, disse algo 
que estava engasgado há mais de 40 anos. “É muito bom estar certo.”

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 No Brasil, a Universidade Estadual Paulista (Unesp) organizou uma 
espécie de 'café da madrugada', com suco e salgadinhos para professores,
 estudantes e jornalistas na sala de computação do campus da Barra 
Funda, em São Paulo. Um telão exibia ao vivo o anúncio dos cientistas do
 LHC. Físicos brasileiros, como Sérgio Novaes e Hélio Takai, um em 
Genebra e outro em Nova York, vibraram com os resultados. "É, sem 
dúvida, o resultado mais importante dos últimos 30 anos na Física de 
Partículas", disse Novaes, emocionado, por teleconferência. Líder de um 
grupo de pesquisa da Unesp, Novaes&nbsp;trabalha em um dos experimentos que 
detectaram o bóson de Higgs e publicou — no início da década de 1980 — 
um dos primeiros artigos que descreviam como encontrar a partícula.

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 A verificação experimental do bóson de Higgs não significa a vitória 
completa da ciência sobre a natureza, ainda. Embora o Modelo Padrão seja
 a melhor descrição do mundo subatômico, ele diz respeito a apenas&nbsp;4% do
 universo visível. O restante (96%) corresponde à&nbsp;matéria escura e à 
energia escura. Alguns cientistas ainda consideram o modelo pouco 
elegante por omitir a natureza da gravidade, considerada uma das forças 
fundamentais. São questões que ocuparam e ocupam as mentes dos mais 
brilhantes cientistas, como Albert Einstein, que perseguiu uma teoria 
unificadora até o fim de seus dias, e Stephen Hawking, que ainda luta 
pelo mesmo objetivo a despeito de sua condição física 
paralisante.&nbsp;Talvez o Modelo Padrão seja parte de um modelo ainda maior 
que inclui uma física ainda desconhecida, como propõe a Teoria de 
Cordas, escondida no mundo subatômico ou nos remotos e obscuros confins 
do universo. A incrível saga do bóson de Higgs parece ter chegado ao 
fim. Mas a jornada científica para entender os outros 96% do universo 
ainda está longe de acabar.



&nbsp;Retirado da revisa VEJA (http://veja.abril.com.br/noticia/ciencia/a-incrivel-saga-do-boson-de-higgs) em 23/01/2013.