A Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) divulgou, hoje, que cientistas trabalhando no Grande Colisor de Hádrons observaram uma partícula que – ao que tudo indica – corresponde ao bóson de Higgs, cuja existência havia sido prevista teoricamente. Apelidado, por alguns, de partícula de Deus, o bóson de Higgs é uma peça fundamental no quebra-cabeça da física moderna. A comprovação experimental da sua existência é um importante marco para a ciência. Veja alguns detalhes sobre a descoberta.
 

1 A existência do bóson de Higgs está comprovada?

Pode-se dizer que sim, embora não haja 100% de certeza. Dois experimentos diferentes realizados no Grande Colisor de Hádrons (LHC), na Suíça, detectaram uma partícula cujas características correspondem ao bóson de Higgs. Os cientistas estimam que a chance de a partícula encontrada não ser esse bóson é de apenas uma em cerca de 3,5 milhões. É um grau de certeza muito alto.

Ainda assim, os físicos são cautelosos ao apresentar suas conclusões. Eles dizem que ainda há muito trabalho pela frente para afastar essa leve incerteza. A chance de que haja algum erro experimental também não está totalmente descartada. Mas os resultados são consistentes e plausíveis.

2 Qual é a importância dessa descoberta?

O bóson de Higgs foi previsto como parte do chamado Modelo Padrão, usado na física moderna para explicar a constituição da matéria. Era a única partícula prevista nesse modelo que ainda não havia sido observada experimentalmente. A comprovação experimental mostra que o Modelo Padrão está correto.

Se, ao contrário, os físicos descobrissem que o bóson de Higgs não existe, teriam de elaborar um novo modelo. Nesse caso, muitos estudos realizados nas últimas décadas precisariam ser revistos.
 

3 Por que o nome é bóson de Higgs?
 

Bóson é uma classe de partículas subatômicas previstas no Modelo Padrão. Higgs é um dos cientistas que contribuíram para a elaboração dessa teoria nos anos 60.

O escocês Peter Higgs, hoje com 83 anos, compareceu ao evento do CERN em que foram apresentados os resultados dos experimentos. Ele se declarou emocionado e disse que não esperava que a existência da partícula fosse comprovada enquanto ele estivesse vivo. Em sua visão, isso ainda poderia demorar décadas para acontecer.

4 Por que o bóson foi apelidado de “partícula de Deus”?

Muitos cientistas não gostam desse apelido de origem incerta. Ele vem do fato de que o bóson de Higgs confere massa a outras partículas subatômicas. Ele seria, então, o “toque divino” que permitiu a existência do universo como conhecemos.

5 Como foi feita a observação do bóson?

Os físicos usaram o gigantesco acelerador de partículas LHC para realizar colisões de prótons em velocidades próximas à da luz. Esses choques de prótons provocam a emissão de outras partículas subatômicas, ainda menores que eles.

Embora não seja possível observar essas partículas diretamente, podem-se encontrar indícios da presença delas por meio de detectores também gigantescos. Os dados coletados em dois dos detectores do LHC – o Atlas e o CMS – indicam que o bóson de Higgs está entre as partículas liberadas nas colisões.
 

6 Por que só agora essa partícula foi encontrada?
 

A busca demorou décadas e exigiu a construção de aceleradores de partículas cada vez mais potentes. O Modelo Padrão prevê várias coisas sobre o bóson de Higgs, mas não prevê sua massa. Quanto maior a massa de uma partícula, mais poderoso precisa ser o acelerador para estudá-la.

O CERN começou pesquisando o bóson em seu antigo acelerador LEP, desativado em 2000. Como não obteve sucesso, ficou claro que a partícula tinha massa elevada e exigiria um equipamento mais poderoso que o LEP. Novos experimentos foram feitos no Tevatron, acelerador que funcionou até 2011 no Femilab, nos Estados Unidos.

Os cientistas do Fermilab concluíram que o bóson deveria estar na faixa de 115 a 135 gigaelétron-volt (GeV – como massa e energia estão relacionadas pela equação e=mc², os físicos usam essa unidade de energia para indicar a massa das partículas). O LHC, que entrou em operação regular em 2010, é o mais potente acelerador já construído. Com ele, foi possível detectar o bóson e estimar sua massa entre 125 e 126 GeV, bem no meio da faixa prevista pela equipe do Fermilab.

7 Feita a descoberta, qual é o próximo passo?

A primeira tarefa para os físicos é determinar a massa da partícula detectada no LHC com mais precisão. Depois, eles terão de estudar suas características e verificar se elas correspondem àquelas previstas na teoria. Isso vai aumentar a certeza de que ela é mesmo o bóson de Higgs e não alguma partícula exótica até então desconhecida.