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LHC vê indícios de um bosão mais pesado que o de Higgs

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azure_radiation / Flickr

Detalhe do LHC, Large Hadron Collider, acelerador de partículas do CERN

Detalhe do LHC, Large Hadron Collider, acelerador de partículas do CERN

O Grande Colisionador de Hadrões (LHC) esteve desligado por muito tempo para atualizações e voltou muito mais potente.

Os primeiros resultados das duas principais experiências do colisionador não trazem descobertas surpreendentes, mas indícios intrigantes: um possível fim da supersimetria e uma possibilidade remota de descoberta de uma nova partícula elementar.

Os detetores CMS e ATLAS lançaram os seus primeiros resultados significativos desde a grande atualização desta terça-feira, 15 de dezembro.

Ambas as experiências viram, nos escombros das colisões protão-protão, um inesperado excesso de pares de fotões que transportam cerca de 750 giga eletrão-volts (GeV) de energia combinados.

Isto poderia ser um sinal de uma nova partícula – um bosão, mas não necessariamente semelhante a Higgs – decaindo em dois fotões de massa igual. Tal bosão seria cerca de quatro vezes mais massivo que a partícula mais pesada conhecida até agora.

Em cada detector, no entanto, a significância estatística foi muito baixa: Marumi Kado da Universidade de Paris-Sud (França) disse que a sua experiência, ATLAS, viu cerca de 40 pares de fotões acima dos números esperados a partir do modelo padrão da Física de partículas; Jim Olsen, da Universidade de Princeton (EUA), informou que o CMS viu apenas dez.

Intrigante, mas não deve ser nada

CMS / CERN

Pares de fotões (a verde) produzidos nas colisões do LHC sugerem a existência de um bosão com massa de 750 GeV

Pares de fotões (a verde) produzidos nas colisões do LHC sugerem a existência de um bosão com massa de 750 GeV

Os resultados do CMS tiveram uma significância estatística de 2,6 sigma, perto do critério de 3 sigma para resultados “interessantes”, mas ainda muito longe dos 5 sigma necessários para reivindicar uma descoberta.

Depois de levar em conta o “efeito olhar noutro lugar” – a possibilidade de estarmos a ver um resultado ilegítimo devido ao grande número de possíveis eventos que estamos a analisar – reduziu o número para apenas 1,2 sigma.

O ATLAS teve resultados de 3,6 sigma, caindo para 1,9 sigma depois de uma análise mais aprofundada levando em conta o mesmo efeito. Por outras palavras, provavelmente não será nada.

É um pouco intrigante“, disse o porta-voz do ATLAS Dave Charlton, da Universidade de Birmingham (Reino Unido). “Mas pode ser apenas uma coincidência”.

Se esta acabar por se mostrar uma partícula real, no entanto, estaríamos perante algo muito inovador. Uma partícula muito mais pesada que o Higgs (seis vezes mais) iria abrir todo um novo capítulo na Física.

Em 2016, o LHC deve estabelecer conclusivamente se os resultados são apenas um erro estatístico ou uma nova partícula – uma conclusão que vai ser prioridade para a próxima ronda de testes, prevista para março.

Adeus supersimetria?

Enquanto isso, as experiências à procura das partículas previstas pela supersimetria, a extensão favorita dos físicos para o modelo padrão, não produziram nenhum resultado expressivo.

Para o físico teórico Michael Peskin, do Laboratório Nacional do Acelerador SLAC em Menlo Park, Califórnia (EUA), esse é o problema mais relevante as experiências recentes.

O fracasso em encontrar uma partícula supersimétrica chamada gluino na gama de possíveis massas até 1.600 GeV (muito maior do que o limite de 1.300 GeV testado anteriormente pelo LHC) empurra a supersimetria mais perto do ponto onde muitos físicos podem desistir completamente da teoria, o que teria consequências importantes para a área.

HypeScience

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