Bóson de Higgs, a partícula de Deus – O que é isso e em que pode nos interessar?

Recentemente foi anunciada à humanidade a confirmação da existência de uma partícula subatômica, identificada com quase absoluta certeza como o bóson de Higgs, previsto em pesquisas desde 1964 pelo físico escocês, Peter Higgs.

A unidade básica do campo de Higgs denomina-se bóson e significa “aquele que transporta a energia”, havendo sido sua existência comprovada há poucos dias, pelo CERN, centro de estudos avançados da Física teórica, situado na Europa, na área da divisa entre a França e Suiça. O CERN possui um grande cilindro de 27 km de extensão, enterrado a 100m da superfície, chamado acelerador de partículas, onde as condições primordiais são reproduzidas, com o bombardeio da partículas subatômicas e onde pôde ser comprovada a veracidade da teoria do bóson de Higgs.

Mas, afinal de contas, o que é isso e em que pode me interessar?!

É a teoria que previu a existência de um campo invisível no universo, como uma rede, denominado campo de Higgs, formado pelos bósons, partículas primordiais que provocam o efeito de desacelerar a energia de outras partículas subatômicas ao interagirem com elas, conferindo-lhes massa – isto é, matéria!

“Um detalhe importante: não é a partícula em si que produz a massa. É o campo associado a ela — uma entidade real que permeia o espaço. Em essência, o campo de Higgs é como uma gosma pegajosa que existe em toda parte. As demais partículas, ao atravessá-lo, sofrem resistência. E com isso ganham suas massas. Cada partícula interage de forma diferente, e por isso tem massa diferente. Já uma partícula que parece indiferente ao campo de Higgs é o fóton, que faz a luz. Por isso a luz viaja pelo espaço na velocidade máxima permitida — ela não sente a gosma pegajosa e, portanto, não tem massa.” Explica Salvador Nogueira.

Por isso é chamada também partícula de Deus, nome que os cientistas detestam, mas que exprime bem o momento crucial em que a energia adquire massa, matéria. Outras partículas, como os fótons, unidades básicas da luz, não têm matéria.

Bóson de Higgs são partículas primordiais, que provocam o efeito de desacelerar a energia de outras partículas subatômicas ao interagirem com elas, conferindo-lhes massa – isto é, matéria. Imagem via Dicas Net e TecMundo

A descoberta pode, deve e precisa lhe interessar, porque é algo essencial ao nosso mundo contemporâneo – lembra-se de quando no colégio você estudou o átomo, em Física, e que os átomos são formados de partículas, como prótons, elétrons, nêutrons…? É algo que está na origem da formação da matéria e que toca a você profundamente, como, por exemplo, quando precisa de uma radiografia. Isso é energia atômica, como a das usinas nucleares para produzir eletricidade, e ainda há muitos outros usos da energia nuclear para fins pacíficos, sem os quais o nosso mundo não teria alcançado tanta tecnologia como se tem hoje, além, infelizmente, da destruidora bomba atômica.

Mas por trás há todo um esforço da Física teórica (inclusive porque é dela que virá, por exemplo, a definitiva cura do câncer) que depende ainda de um modelo de compreensão que entenda o comportamento da natureza no seu nível mais fundamental.

CERN, centro de estudos avançados da Física teórica, situado na Europa, na área da divisa entre a França e a Suiça. O CERN possui um grande cilindro de 27 km de extensão, enterrado a 100m da superfície, chamado acelerador de partículas

Já o homem das cavernas, na pré-história, observava o universo, tentando compreendê-lo, e o desenhava e pintava, principalmente o caminho do sol e o céu noturno, representando-os nas paredes das grutas e paredões de serras, como existem em tantas pinturas rupestres, no mundo e também no Brasil. Os questionamentos sobre a origem do universo estiveram presentes em todas as grandes civilizações antigas, intensificando-se na Grécia dos grandes filósofos, quando chegou a ser levantada a ideia do átomo.

O primeiro livro da Bíblia, o Gênesis, assim se inicia: “No princípio, Deus criou o céu e a terra: a terra, porém, estava informe e vazia e o espírito de Deus pairava sobre as águas…”. Bela metáfora do momento original da criação da matéria, em que podemos entrever no texto poético, escrito há tantos mil anos, algo como a antecipação do campo de Higgs, com seus bósons conferindo massa à energia… Por que, o que era o espírito de Deus, senão energia pura?

Por Ignez Pitta de Almeida

O bóson de Higgs foi previsto em pesquisas desde 1964, pelo físico escocês, Peter Higgs. por isso bóson de Higgs, uma homenagem ao físico. Imagem via Telegraph

Imagem de abertura via blog Quarks de Ciência

[http://www.youtube.com/watch?v=UPJ4F-bb6_A]

Saiba mais sobre o bóson de Higgs

“Durante 40 anos, o bóson de Higgs não passou de uma letra nas equações dos físicos. Ele era usado para completar o modelo padrão de partículas, sendo responsável pela “quebra de simetria eletrofraca”, a separação da força eletromagnética, que é mediada pelos fótons, e a força nuclear fraca, que é conhecida pelo seu papel na radioatividade, logo nos primeiros momentos do Big Bang.

A matemática previu

Matematicamente, o bóson de Higgs é uma consequência das equações que descrevem um campo de força, o campo de Higgs, um campo que exerce sua influência no universo invisível. Sem o campo de Higgs, as partículas podem viajar pelo espaço sem resistência alguma, e as mudanças de velocidade acontecem sem inércia – por que não existe massa.

No início do universo, a temperatura altíssima do Big Bang não permitia que o campo de Higgs se formasse. Com o resfriamento do universo a uma temperatura apropriada, logo depois do tempo de Planck, o momento mais remoto do Big Bang, o campo de Higgs pode se organizar.

A partir daquele momento, as partículas passaram a sofrer uma mudança em seus movimentos. Os transmissores da parte fraca da força eletrofraca, duas partículas W (uma positiva e outra negativa) e a partícula neutra Z passaram a sentir a força Higgs de forma dramática. Para o fóton nada mudou, mas para os W e Z, voar passou a ser como nadar no melado.

Outras partículas que também sentiram a influência do campo de Higgs, mas de forma diferente, foram os quarks, que também passaram a ter massa. E com isto puderam se reunir em prótons e nêutros, e ser orbitados por elétrons. A influência do campo de Higgs permite a existência de átomos, de reações químicas e de estruturas complexas.

Pelo menos era isto o que os físicos diziam para si mesmos. Era algo tão matematicamente perfeito que alguns acreditavam que a natureza deveria seguir o script. Mas as dúvidas incomodavam muitos que conheciam história. Uma substância imponderável que preenche todo o espaço, e responsável por todos os fenômenos físicos? Será que existia mesmo?

A experiência confirmou

Mas desta vez veio o sucesso. Os cientistas construíram uma máquina que colide prótons a 99,999999% da velocidade da luz, o suficiente para sacudir alguns bósons de Higgs. Os bósons têm vida muito curta, mas quando se desfazem, deixam um rastro de partículas que é a assinatura do seu decaimento. Os cientistas registraram esta assinatura nos detectores e com isto deduzem que alguns bósons decaíram.”

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