Este anúncio marcou o culminar de uma longa busca. Após o trabalho duro, os pesquisadores do CERN finalmente provaram a existência de uma partícula chamada “Higgs Boson”, previu 48 anos antes. Era a parte ausente do modelo padrão de física de partículas, teoria de infinitamente pequeno que descreve todas as partículas elementares – como elétrons ou quarks – e suas interações fundamentais. Mas o Boson Higgs ocupou um lugar especial neste belo andaime: é graças a ele, nada menos, que as partículas adquirem sua massa e que os físicos explicam a própria origem da matéria!
“O destaque do bóson de Higgs é sem dúvida uma das maiores descobertas deste século. E foi para mim um momento de euforia extrema, Lembre-se de Yves Sirois, diretor do Laboratório de Leprince-Ringuet da École Polytechnique, em Palaiseau,, que participaram de centenas de outros físicos nesse feito. Todos nós estávamos plenamente conscientes de colocar nossas mãos em um mecanismo explicando a física que estabeleceu uma fração de segundo após o Big Bang. “”
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Um campo que teria se estabilizado logo após o big bang
O bóson de Higgs foi proposto em 1964, independentemente, pelos britânicos Peter Higgs e pelos belgas Robert Brat e François Englert. Esses teóricos pretendem resolver uma dificuldade essencial nas equações do modelo padrão. Régiados pelas leis de conservação e simetria, eles exigem que as partículas que transmitam em particular interação eletromagnética (responsáveis pela eletricidade, magnetismo ou luz) e baixa interação (que regula a fusão nuclear no coração das estrelas) têm uma massa zero. É o caso dos fótons, que transmitem força eletromagnética em relação a distâncias infinitas.
Mas os portadores de baixa interação, que atuam em escalas extremamente reduzidas no nível atômico, obviamente têm uma massa muito alta (será medida com muita precisão no CERN na década de 1980). Para explicar, os três pesquisadores não alteram as propriedades das interações fundamentais. Mas eles presumem que essas, assim como todas as partículas conhecidas, mergulham em uma espécie de força com características sem precedentes, preenchendo todo o espaço. Quanto mais as partículas interagiriam com esse “melaço” invisível, mais desacelerava e adquiria uma massa.
Então -chamado “Higgs Field” e gerado pelo bóson de mesmo nome, “Este campo presente em todos os lugares e a qualquer momento no universo da estrutura o que chamamos de vácuo quântico, que, portanto, não é nada “, Explica Yves Sirois. Ele teria se estabilizado logo após o Big Bang, quando o universo começou sua expansão e que a densidade energética se tornou menor que a do campo de Higgs. “Isso teria começado a agir, Exibe o físicoquebrando as simetrias originais e conferindo sua massa às partículas. “”
Uma teoria fascinante … que ainda precisa ser demonstrada observando o bóson hipotético. Primeira dificuldade: “Nada em teoria previu a massa do bóson “, Recorda Fabrice Couderc, do Instituto de Pesquisa sobre as Leis Fundamentais do Universo (IRFU), em Saclay. Portanto, será necessário procurá -lo em grandes fãs de massas, graças aos aceleradores de partículas, que, ao entrar em vários objetos subatômicos, na velocidade da luz, revelando seus constituintes íntimos – os constituintes. “Seria produzido de uma maneira extremamente rara “”,-22 s). E para simplificar qualquer coisa, teria o mau gosto se desintegrar gerando partículas verdadeiramente indistinguíveis em um ruído de fundo gigantesco. “Exceto em alguns casos em milhares de bósons de produtos produzidos, onde assinaturas excepcionais seriam muito claras “, Especifica Fabrice Couderc.
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Instrumentos Titanic para rastreá -lo
A caça não começará realmente até os anos 90 no CERN, por meio da grande colisão do Electrorositron. E continuará até o final dos anos 2000 no Fermilab, perto de Chicago (Estados Unidos), graças ao acelerador da Tevatron e às suas colisões de alta energia e antiproton. “Mesmo que os resultados encorajadores tivessem sido registrados nas últimas campanhas de medição, o bóson de Higgs ainda era ilusório “Indica Fabrice Couderc.
Os físicos então colocam todas as suas esperanças na nova máquina do CERN: a grande colisão de Hadrons (LHC), o acelerador de partículas mais poderoso projetado até o momento, que pode atingir uma energia impressionante de 14.000 bilhões de eletoções (sete vezes mais do que o tevatron), cuja construção durou dez anos por um custo superior a 5 bilhões de euros.
Para coletar as miríades de produtos de colisões, o LHC também usará instrumentos Titanic: detectores de atlas e CMS em particular, que medem 40 e 20,5 metros de comprimento e exibem 7000 e 12.500 toneladas, respectivamente, no balanço. Ainda, “Quando o LHC entrou em operação na primavera de 2010, alguns físicos ainda juravam nos corredores do CERN de que nunca detectaríamos o bóson de Higgs, que não era a solução certa para explicar a massa de partículas “, Lembra de Yves Sirois. Mas o LHC realizará rapidamente suas promessas.
“A partir do final de 2011, Atlas e CMS começarão a observar as famosas assinaturas, diz ao especialista. E reuniremos todas as evidências necessárias alguns meses depois, em meados de junho. “Hourra! Peter Higgs e François Englert compartilharam o Nobel em Física no ano seguinte (Robert Brat morreu em maio de 2011).
