Em 2012 o Grande Colisor de Hádrons (LHC) do CERN descobriu o Bóson de Higgs, a 'peça que faltava' no quebra-cabeças de partículas previstas pelo modelo padrão.
No mês passado, após dois anos de preparação, o LHC começou a quebrar os seus feixes de prótons juntos em 13 trilhões elétron-Volts (TeV), quase o dobro da energia obtida durante sua primeira execução.
'Nós não sabemos o que vamos encontrar em seguida e isso faz com que o processo seja ainda mais emocionante,' disse Daniela Bortoletto, um membro da equipe de execução do experimento de ATLAS do LHC no departamento de física da Universidade de Oxford. 'Esperamos finalmente encontrar algumas fissuras no modelo padrão, pois há muitas perguntas sobre o universo que ele não responde'.
Uma das grandes questões diz respeito à matéria escura, que os astrofísicos estimam ocupar mais de 80% da massa do universo. Até agora ninguém identificou as partículas da matéria escura, mas os físicos acreditam que poderia ser a mais leve partícula supersimétrica (SUSY). 'Em uma nova execução, por causa das energias mais elevadas disponíveis no LHC, podemos finalmente criar a matéria escura em laboratórios', disse Daniela.
Depois, há o quebra-cabeça da antimatéria: No início do universo, a matéria e antimatéria foram criadas em quantidades iguais, mas agora a matéria domina o Universo.
'Ainda não sabemos o que causou o surgimento desta assimetria', explica Daniela. 'Finalmente descobrimos o Bóson de Higgs: Essa partícula especial não conduz qualquer rotação, pode deteriorar as partículas da matéria escura e pode até mesmo explicar por que o universo é dominado pela matéria.'
A descoberta do Bóson de Higgs foi uma grande conquista, mas agora o objetivo é compreendê-lo: A perspectiva entusiasmou Daniela. 'Essa partícula é verdadeiramente fascinante', disse ela.
A rotação explica o comportamento das partículas elementares: As partículas da matéria, como o elétron possuem rotação de 1/2, enquanto partículas de força como o fóton, que é responsável para a interação eletromagnética, têm rotação 1. Partículas de rotação 1/2 obedecem ao princípio de Pauli, que impede os elétrons de estarem no mesmo estado quântico. (O princípio de exclusão de Pauli é um princípio da mecânica quântica formulado em 1925, por Wolfgang Pauli.)
O bóson de Higgs é a primeira partícula de rotação 0 que encontramos, por isso Higgs não é nem matéria e nem força.
"Por causa do Bóson de Higgs, o elétron tem massa, átomos podem ser formados e nós existimos. Mas por que as partículas elementares têm massas diferentes? Os dados da 2ª execução nos permitirá estudar com maior precisão o bóson de Higgs. Também nos permitirá pesquisar outras partículas semelhantes ao bóson de Higgs e determinar se o Higgs decai a matéria escura", disse Daniela.
Daniela é uma dos 13 acadêmicos em Oxford que trabalham no ATLAS.
Enquanto nos próximos anos veremos o grupo de Oxford ocupado com a pesquisa que explora a nova execução de alta energia do LHC, a equipe também está olhando adiante para 2025, quando a intensidade ou 'luminosidade' das execuções será aumentada.
O LHC é preenchido com 1.380 grupos de prótons, e em cada grupo há 1 bilhão de prótons que se chocam constantemente (40 milhões de vezes por segundo). Isto significa que toda vez que dois grupos de prótons se cruzam, eles não geram uma colisão, mas causa um efeito chamado 'engavetamento'.
"Após essa luminosidade atualizar, o LHC irá operar com taxas de colisão de cinco a dez vezes maior do que no presente", explica Daniela.
Uma coisa é certa: essa nova física também levará a um conjunto de novas questões sobre a matéria que compõe o nosso Universo.
Fonte(s) » Phys
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