Físicos confirmam finalmente rara interação da Partícula de Deus

inphoar / Deviant Art

Conceito artístico representativo dos fenómenos que ocorrem no interior do LHC, Large Hadron Collider, acelerador de partículas do CERN

Um grupo de físicos da pesquisa ATLAS, da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), confirmou que o Bosão de Higgs decai para dois quarks bottom – um tipo de interação que se tinha mostrado muito difícil de provar.

A descoberta, publicada no início do mês de julho na Phys.org, foi realizada através da combinação de dados de dois testes realizados no Grande Colisionador de Hadrões (LHC).

O Bosão de Higgs – também conhecido como Partícula de Deus – e o seu campo associado desempenham um papel essencial no Modelo Padrão da Física de Partículas. Partículas elementares como os leptões, os quarks e os bosões W e Z “adquirem” as suas diferentes massas em virtude dos seus acoplamentos únicos neste campo.

Os bosões W e Z desempenham o papel de mediador da interação nuclear fraca, tal como os fotões representam no eletromagnetismo.

Como os feixes de fotões penetram uns nos outros, os “sabres de luz eletromagnéticos” permanecem ainda na ficção científica. No entanto, feixes de bosões W e Z podem repelir-se um ao outro, tornando-os numa espécie de “sabres de luz de interação fraca”.

A dispersão entre bosões W e Z emitidos por quarks em colisões protão-protão é um processo raro mas, finalmente, foi observado e confirmado pela experiência ATLAS – A Toroidal LHC Apparatus. 

Procedimento experimental

Um dos principais motivos que levou à construção do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo, era exatamente estudar este processo.

Um quark em cada um dos dois protões em colisão tem que irradiar um bosão W ou Z. Estas partículas, com uma duração extremamente curta, são capazes de “voar” a uma distância de 0,1×10-15m antes de se transformarem em outras partículas. Já a interação com outras partículas, é limitada a uma faixa de 0,002×10-15m.

Noutras palavras, estes “sabres de luz fracos” estendem-se apenas a cerca de 1/10 do raio de um protão e têm que se aproximar um do outro a um 1/500 do raio de um protão. Esta coincidência acontece só 1 vez a cada 200 mil milhões de interações protão-protão, registadas tipicamente num dia de operações no LHC – é um fenómeno extremamente improvável.

Esta interação permite ao Bosão de Higgs decair para dois quarks bottom. Embora este tipo de decadência seja responsável por quase 60% de todos os decaimentos da partícula de Deus no LHC, é extremamente complicado identificá-lo entre o enorme número de partículas que também são produzidas por colisões protão-protão em processos que não são relacionados com o Bosão de Higgs. 

De forma a encontrar esta “agulha no palheiro”, os físicos da ATLAS realizaram, antes de mais, cálculos precisos tendo por base contribuições esperadas noutros processos experimentais.

Só depois, usando dados de um teste realizado no Grande Colisionador de Hadrões que envolveu colisões de 13 TeV, a equipa conseguiu detetar o canal de decaimento de quarks bottom com uma significância estatística de 4.9 sigma.

Na Física de Partículas, é necessário que o teste de significância estatística seja de 5 sigma. Desta forma, há uma alta probabilidade das informações recolhidas não serem apenas acasos ou erros estatísticos. Tendo em conta a discrepância da significância estatística, os físicos decidiram reforçar os seus números com outros dados de colisões protão-protão de 7 TeV recolhidos também no LHC.

Desta forma, a equipa do ATLAS conseguiu aumentar a significância do procedimento experimental para 5.4 sigma, confirmando assim a observação desses estranhos e raros fenómenos físicos.

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.

Avatar ZAP // HypeScience

PARTILHAR

1 COMENTÁRIO

RESPONDER

Rússia está a criar a primeira unidade militar com tanques robôs

A agência de notícias estatal TASS avança que o Exército russo está a montar a sua primeira unidade militar armada com tanques robôs. O Exército russo está a desenvolver a sua primeira unidade militar armada com …

PSD propõe solução ao Governo para reduzir injeção no Novo Banco

O PSD defende que o Governo tem um argumento jurídico que pode usar para limitar os pagamentos do Fundo de Resolução ao Novo Banco este ano. Em causa está um artigo do Código Civil que …

Quarentena de 21 dias, testes e fecho de casinos levam Macau a erradicar covid-19

Macau, um dos primeiros territórios a identificar o novo coronavírus, é agora um dos locais livres de covid-19, estando há cerca de 380 dias sem qualquer registo de infeção local, segundo os dados oficiais. O …

Costa preocupado com desconfinamento. Concelhos de risco dão dores de cabeça

Com a terceira fase de desconfinamento aí à porta, o Governo ainda tem dúvidas sobre o que fazer, mantendo algumas pontas soltas. A maior preocupação incide nos conselhos onde há mais casos. Durante a reunião do …

Para prevenir acidentes, China inaugura o primeiro semáforo para camelos do mundo

Autoridades do norte da China inauguraram este domingo o que dizem ser o primeiro sinal de trânsito para camelos do mundo perto da cidade de Dunhuang, província de Gansu. O semáforo para camelos entrou em operação …

PRR terá mecanismo de fiscalização no Parlamento. PSD quer bazuca durante a presidência portuguesa da UE

O ministro do Planeamento, Nelson Souza recebeu nesta terça-feira, os partidos com assento parlamentar e as deputadas não inscritas para conversas bilaterais sobre o Plano de Recuperação e Resiliência (PRR). Trata-se da chamada "bazuca" que virá …

Ministro da Saúde austríaco demite-se por falta de apoio na gestão da pandemia

O ministro da Saúde de Áustria, Rudolf Anschober, anunciou esta terça-feira a sua demissão, devido à falta de apoio na gestão da crise pandémica, cessando funções na próxima segunda-feira. "A situação é dramática nos serviços de …

OMS quer suspender venda de mamíferos selvagens vivos em mercados de alimentos

A Organização Mundial de Saúde defende a suspensão da venda de mamíferos selvagens vivos nos mercados de alimentos para evitar a propagação de doenças, avança a AFP. "Os animais, especialmente os selvagens, são a fonte de …

“Frescura, juventude e capacidade“. Coligação improvável em Penafiel junta PS e partido de Tino de Rans

O PS e o partido RIR, liderado pelo ex-candidato presidencial Vitorino Silva, formaram a coligação Penafiel Unido, que vai concorrer às autárquicas em Penafiel, distrito do Porto, com Paulo Araújo Correia como cabeça de lista, …

Marcelo, IL e Chega querem avanço do desconfinamento. PSD pede travão nos concelhos de maior risco

Marcelo Rebelo de Sousa ouviu os partidos ao longo desta tarde. A renovação de mais um Estado de Emergência está na mira, mas há quem não concorde. O Presidente da República começou por receber o Iniciativa …