Notícia

Unesp

Aceleradores de partículas podem ter encontrado a "partícula de deus"

Publicado em 04 julho 2012


Nesta quarta (4/07) cientistas participantes do Cern (sigla em inglês para Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) anunciaram em Genebra a descoberta de uma nova partícula. A massa de cerca de 125 GeV (sigla para a medida de energia de Gigaeletron-volt) encontrada apresenta grande possibilidade de ser o bóson de Higgs (partícula fundamental responsável pela massa das partículas elementares), apelidado informalmente de "partícula de Deus".

A descoberta foi considerada pelo físico Eduardo Gregores, professor da Universidade Federal do ABC e membro do Sprace (sigla inglesa para Centro de Pesquisa e Análise de São Paulo), a mais importante da Física de Altas Energias nos últimos 45 anos. Os resultados obtidos nos aceleradores de partículas do LHC (Large Hadron Collider ou Grande Colisor de Hádrons) do Cern, o Atlas (A Toroidal LHC ApparatuS ou Dispositivo Instrumental Toroidal para o LHC) e o CMS (Compact Muon Solenoid ou Solenóide Compacto de Múons) são consistentes com o que seria esperado nos cálculos matemáticos para os valores de massa do bóson de Higgs do Modelo Padrão. No entanto, mais dados ainda são necessários para estabelecer se essa nova partícula tem todas as propriedades do bóson de Higgs.

“Apesar dos eventos sugerirem que estejamos diante do bóson de Higgs, a confirmação de que se trata realmente da partícula predita pelo Modelo Padrão requer mais medidas comparativas”, comentou Sérgio Novaes, professor do Instituto de Física Teórica (IFT), Câmpus de São Paulo Unesp, membro da Colaboração CMS e coordenador do projeto Sprace. “As intensidades do acoplamento do Higgs com as diferentes partículas (como os fótons) são previstas pelos modelos matemáticos e esse seria o teste definitivo. No entanto, isso ainda poderá levar um certo tempo já que requer que mais dados sejam coletados."

O anúncio foi feito da sede do Cern, em Genebra, na fronteira franco-suíça, e transmitido pela internet. No Brasil, pesquisadores e jornalistas acompanharam o evento em tempo real no laboratório computacional do Sprace, no IFT. "Hoje em dia uma nova descoberta nessa área só é aceito pelas publicações científicas, e consequentemente pela comunidade científica, caso ele tenha uma chance de um em quase dois milhões de ocorrer por acaso. Em outras palavras, ele tem que ter 99,999943% de chance de ser verdadeiro. Hoje, chegou-se a este patamar: a chance de que o excesso observado em nossos dados seja devido a flutuações estatística – e não a um novo fenômeno – é de menos de 1 em um milhão e setecentos mil.” afirmou Gregores.

Método

Para se encontrar as partículas elementares, dois prótons, elementos formadores dos núcleos dos átomos junto aos nêutrons, são acelerados com um alto nível de energia e se chocam. Nessa colisão, podem ser formadas partículas pesadas (com alto nível de energia). Esse conjunto de elementos formados constitui um evento.

A nova partícula encontrada está localizada em eventos com massa de cerca de 125 GeV. Em Física de Altas Energias, para se determinar uma descoberta, os eventos devem superar 5 vezes o desvio padrão, ou seja, medida de quão inesperado um conjunto de dados é se a hipótese for verdadeira. Com isso, a probabilidade dos eventos flutuarem por acaso por esse valor é de uma em dois milhões. Segundo Novaes, os dados obtidos acerca dessa nova partícula atinge essa exigência, com mais de 95% de confiança.

Os dados de CMS também descartam a existência do bóson de Higgs predito pelo Modelo Padrão nas faixas de 110 a 122,5 GeV e de 127 a 600 GeV com um nível de confiança de 95%. Massas inferiores já haviam sido excluídas por outros experimentos do CERN no mesmo nível de confiança. O LHC continua a fornecer novos dados a uma alta velocidade. Até o final de 2012, o CMS espera mais do que triplicar a quantidade de dados acumulados até hoje. “Estes dados permitirão ao CMS elucidar a natureza desta partícula recém-observada”, explica Novaes.

Sobre o Mecanismo de Higgs

O mecanismo de Higgs foi proposto independentemente por vários cientistas nos meados da década de 1960 como uma forma consistente de se construir uma teoria contendo partículas com massa. Posteriormente, em 1967, foi incorporado por Weinberg em uma teoria descrevendo as interações fracas e eletromagnéticas, o hoje chamado de Modelo Padrão.

Desde então, vem-se buscando descobrir a partícula remanescente desse mecanismo, o bóson de Higgs. Apesar do sucesso do Modelo Padrão na descrição de fenômenos e na descrição de outras partículas, o bóson de Higgs, ingrediente fundamental do modelo, não havia ainda se manifestado nos dados experimentais dos mais diversos aceleradores que participaram dessa busca nos últimos 45 anos.

Sprace

O Sprace teve participação ativa no experimento DZero do Fermilab, nos Estados Unidos, que operou até setembro de 2011 no Fermilab, e vem desenvolvendo pesquisas junto à Colaboração CMS do CERN, com a qual já publicou mais de 130 trabalhos científicos.

O cluster, conjunto de computadores, do Sprace faz parte do Worldwide Computing Grid do LHC (WLCG) e, através de recursos concedidos pela Fapesp, acaba de agregar mais 64 nós de processamento e aumentar sua capacidade de armazenamento para 1 Petabyte. “O apoio da Fapesp, por meio do nosso projeto temático, tem sido decisivo para nossas atividades de análise de dados do LHC”, afirma Novaes.

 

Daniel Patire