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Cientistas do Cern anunciam ter encontrado pistas para a localização do bóson de Higgs

Publicado em 14 dezembro 2011

Por Elton Alisson, Agência Fapesp

Cientistas da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern, na sigla em francês) anunciaram nesta terça-feira (13/12) durante um seminário em Genebra, na Suíça, terem encontrado pistas para a localização do "esconderijo" do bóson de Higgs. A hipotética partícula elementar, apelidada de "partícula de Deus", seria a primeira contendo massa a existir depois do Big Bang e a chave para explicar a origem da massa de outras partículas elementares.

Usando amostras de dados de colisões de prótons coletados até o final de 2011 por meio do Grande Colisor de Hádrons e dos dois principais projetores do Cern, denominados Atlas e CMS, os pesquisadores conseguiram excluir a hipótese da existência do bóson de Higgs em uma ampla gama de possíveis valores para as massas da partícula. Com isso, "as buscas" pelo bóson de Higgs poderão passar a ser concentradas agora em uma região de massa muito menor.

"Os resultados são muito animadores. Agora há uma pequena região onde é possível o bóson de Higgs estar localizado. Porém, é preciso ter cautela, porque os resultados ainda não são conclusivos", disse Sérgio Novaes, professor da Universidade Estadual Paulista (Unesp), à Agência FAPESP.

Novaes é membro de um dos dois grupos de cientistas que procuram pelo bóson de Higgs no Cern, o Compact Muon Solenoid (CMS), e coordenador do projeto temático Sprace, realizado com apoio da FAPESP.

Por meio do projeto Sprace, os pesquisadores brasileiros operam uma rede de processamento de dados e participam da análise de dados produzidos pelo CMS.

"Nós temos diversos estudantes realizando pesquisas de mestrado e doutorado no Cern. A nossa ideia, agora, é começar a participar de uma forma mais consistente na parte de hardware do CMS e ampliar a nossa participação no experimento como um todo", disse Novaes.

Usando a amostra de dados de colisões de prótons coletadas até agora no Cern, os pesquisadores do grupo CMS anunciaram hoje que, se o bóson de Higgs existir, há 95% de chances de ele não ser encontrado no intervalo de massa entre 127 e 600 GeV (gigaelétron-volt, termo utilizado na física para quantificar os campos de energia das partículas), e que os maiores indícios da localização da partícula estão na faixa de massa entre 115 e 127 GeV.

Resultados similares aos do CMS foram obtidos pelo grupo Atlas. Trabalhando de forma totalmente independente do CMS, sem nenhuma forma de interação entre os grupos, os cientistas do Atlas excluíram a possibilidade de encontrar o bóson de Higgs entre partículas com massa entre 141 e 476 GeV e indicaram que a partícula pode ter massa entre 116 e 130 GeV.

"É absolutamente surpreendente que dois experimentos realizados de forma independente, sem um grupo ter acesso aos dados do outro, chegarem a resultados tão similares", avaliou Novaes.

Agora, os dois grupos de pesquisa deverão publicar seus resultados e, posteriormente, se reunirem para combinarem seus dados.

Segundo as estimativas dos pesquisadores do Cern, só será possível estabelecer claramente a existência ou não do bóson de Higgs na região de massa delimitada pelos grupos CMS e Atlas no final de 2012, quando um maior número de amostras de dados de colisões de prótons será coletado.

De acordo com eles, para se chegar a uma conclusão sólida, é preciso dispor de, pelo menos, o dobro de dados de que possuem até o momento.

"A questão agora é segurar só mais um pouco a ansiedade, que vem se acumulando durante os últimos 45 anos, para provar ou não a existência do bóson Higgs. Eu acho que a resposta final está próxima", disse Novaes.

A partícula foi postulada em 1964 pelo britânico Peter Higgs, que propôs juntamente com outros diversos físicos um mecanismo teórico que tornaria possível que as partículas tivessem massa.

Posteriormente, em 1967, o mecanismo teórico foi incorporado pelo físico norte-americano Steven Weinberg em uma teoria para explicar as partículas elementares do Universo, denominada Modelo-Padrão. Segundo essa tese, o universo foi resfriado após o Big Bang, quando uma força invisível, conhecida como Campo de Higgs, formou-se junto de partículas associadas, os bósons de Higgs, transferindo massa para outras partículas fundamentais.

Desde o lançamento da teoria, os cientistas vêm buscando descobrir a partícula, cujos sinais da presença dela são extraídos de uma grande quantidade de dados similares e a partir da produção de um grande número de eventos para se certificar da descoberta."É como tentar encontrar, literalmente, uma agulha no palheiro. É extremamente complexo extrair o sinal da existência da partícula de bóson Higgs", disse Novaes.

De acordo com ele, a busca pela partícula só está sendo possível ser realizada graças ao desenvolvimento de novas tecnologias por cientistas e engenheiros de diversas instituições de pesquisa em todo mundo, que estão se propagando para outras áreas do conhecimento, como a medicina e a computação.