Muita gente já ouviu falar a respeito da descoberta do bóson de Higgs, mas
poucos sabem a importância dessa conquista. Você sabe o que é o bóson de
Higgs?
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| Imagem: http://somostodosum.ig.com.br/conteudo/c.asp?id=12356 |
Na verdade, o Modelo Padrão – a mais sofisticada teoria
matemática sobre a natureza – prega a existência de quatro interações,
responsáveis por todas aquelas forças com que estamos acostumados no dia-a-dia:
forças elásticas, forças de atrito, forças de viscosidade, etc. Essas quatro
interações fundamentais propostas pelo Modelo Padrão são: interação
gravitacional, interação eletromagnética, interação forte e interação fraca.
Desse quarteto surge uma bela simetria de quatro cargas, quatro forças, quatro
campos e quatro tipos de partículas mediadoras.
As partículas mediadoras são aquelas que “transmitem a
mensagem” da força entre as partículas interagentes, sendo também chamadas de
partículas virtuais. As quatro interações ocorrem como se as partículas
“trocassem” outras partículas entre si. Na interação eletromagnética esses
agentes mediadores seriam os fótons, na interação forte os glúons, na
gravitacional os grávitons (ainda não detectados). Na interação fraca, as
partículas mensageiras seriam as partículas W e Z. Estas últimas seriam as únicas
que possuem massa.
Peter Higgs pôde prever teoricamente, em 1964, certas
partículas conhecidas como bósons de Higgs e mais tarde sua teoria foi usada
para descrever a excentricidade das partículas mediadoras W e Z (as únicas
dotadas de massa). A simetria do Modelo Padrão exigia que essas partículas
mediadoras tivessem massa nula, mas a teoria por detrás da interação fraca
(teoria eletrofraca) exigia que essas partículas tivessem massas relativamente
elevadas. Entretanto, e se as massas das partículas W e Z fossem apenas aparentes?
E se suas massas fossem dadas por outras partículas? É aí que entram os famosos
bósons previstos na teoria de Higgs.
A massa das partículas W e Z seria dada devido à existência
de um campo de Higgs não-nulo permeando o Universo. As partículas mediadoras da
interação fraca possuem uma massa aparente dada pela massa das partículas com
as quais estão constantemente se chocando. As partículas estão sempre
interagindo com o campo de Higgs, deslocando-se através dele como peixes num aquário. É essa interação que lhes dá sua massa e, consequentemente, sua inércia.
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| Peixes no aquário: uma analogia entre partículas e o campo de Higgs. Imagem: http://ultradownloads.com.br/download/Dream-Aquarium-Screensaver/ |
Atualmente o campo de Higgs tem sido utilizado para explicar
a massa das partículas elementares em geral. Todas as partículas interagem com
o campo e ficam polarizadas com bósons de Higgs que lhes conferem massa. Nesse
ponto é bom deixar claro que estamos falando de massa e não de gravidade. A
gravidade estaria relacionada aos grávitons, os quais não
entram nessa explicação.
Em 2013, o Nobel de Física premiou a descoberta do bóson de
Higgs, apelidado de “a partícula de Deus”. Essa partícula era a peça que
faltava para aumentar a legitimidade do Modelo Padrão. Ficou comprovado como as
demais partículas são dotadas de massa: um passo enorme dado pela Física de
Partículas. Se o bóson de Higgs não fosse descoberto, tornar-se-ia necessário
modificar o Modelo Padrão e muitas teorias teriam que ser repensadas. O único
problema é que a gravidade continua sendo o “calo no pé” da teoria. Até
hoje o gráviton não foi detectado e os físicos não conseguem encaixar a
interação gravitacional de forma satisfatória num mesmo modelo. O próximo
grande passo para a Física de Partículas seria a descoberta do gráviton, considerada a partícula do século.
Confira abaixo uma reportagem de 2013 sobre a descoberta do Bóson
de Higgs:
Referência bibliográfica
MOREIRA, M. A. O Modelo Padrão da Física de Partículas. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/~moreira/modelopadrao.pdf>. Acesso em: 15 jul. 2015.
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