Partícula de Deus vista pela primeira vez a decair

(dr) ATLAS

Colisão protão-protão no interior do Grande Colisonador de Hadrões

Físicos observaram o decaimento do bosão de Higgs, partícula que dá massa a outras partículas elementares, num par de outras partículas mais pequenas, os quarks bottom, processo previsto no modelo-padrão da física de partículas

A descoberta, anunciada nesta terça-feira, foi obtida no maior acelerador de partículas do mundo, do Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN), que anunciou o feito.

O modelo-padrão da física de partículas, teoria que descreve as partículas elementares que compõem a matéria do Universo, prevê que o bosão de Higgs se desintegre em quarks bottom em 60% dos casos.

Apesar deste decaimento radioativo (ou desintegração) ser o mais frequente de todos, a sua observação é extremamente difícil, uma vez que é necessário distingui-lo entre o “ruído” de muitas outras formas de produzir esta partícula elementar.

A observação foi registada passados seis anos sobre a descoberta do bosão de Higgs, também conhecido como Partícula de Deus, e envolveu duas experiências do acelerador – ATLAS e CMS – na qual participam cientistas portugueses do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP).

Os quarks, tal como o bosão de Higgs, são partículas elementares. O quark bottom é o segundo quark mais pesado de um total de seis – up, down, strange, charm, bottom e top. 

Os quarks up e down são as partícula mais leves, encontram-se no núcleo dos átomos da matéria vulgar, sendo assim os constituintes dos neutrões e protões. As quatro partículas restantes – strange, charm, bottom e top – existiram no início do Universo e são hoje criadas nos aceleradores de partículas e nas colisões dos raios cósmicos com os átomos presentes na atmosfera terrestre.

Para o Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, a observação “abre o caminho para estudar com maior precisão as interações do bosão de Higgs com os quarks top e bottom, e assim testar as propriedades desta partícula única”, podendo “vir a responder a alguns dos mais profundos mistérios da física de partículas”.

Para obterem uma “observação estatisticamente significativa” da desintegração do bosão de Higgs num par de quarks bottom, os físicos “combinaram dados de vários períodos de funcionamento” do acelerador e “empregaram métodos de análise de dados muito complexos”, refere o LIP em comunicado.

Seis anos depois, os cientistas conseguiram finalmente confirmar o decaimento da Partícula de Deus. A descoberta abre portas para estudar com mais detalhe a partícula elementar e a forma como interage com outras matérias e outras partículas ainda não descobertas como, por exemplo, a matéria escura. Os próximos passos da investigação implicam refinar as medições de forma a observar a desintegração com uma maior resolução.

Recentemente, no início de junho, o CERN anunciou a interação da Partícula de Deus com um quark top, uma das partículas elementares mais pesadas. Semanas depois, confirmava que o Bosão de Higgs decai para dois quarks bottom – interação que se tinha mostrado muito difícil de provar.

O Grande Colisonador de Hadrões é o maior acelerador de partículas do mundo, instalado num túnel com 27 quilómetros de circunferência na fronteira entre a França e a Suíça. Em 2013, o laboratório ganhou destaque na imprensa internacional ao detetar o Bosão de Higgs, celebrizado como Partícula de Deus.