Descobertos dois Bosões de Higgs?

Higgs - Atlas

Há cerca de um mês, os cientistas do LHC apresentaram os últimos resultados relativos à pesquisa do bosão de Higgs. Embora os dados apresentados não revelassem algum tipo de fenómeno novo, o mais intrigante da comunicação acabou não por ser os novos dados apresentados, mas sim os resultados que os cientistas não quiseram partilhar.

Recorde-se que em Julho do ano passado, os cientistas apresentaram resultados das colisões de protões no LHC que indiciavam a existência do muito procurado bosão de Higgs. Os dados obtidos na altura pareciam mostrar que o Higgs parecia decair em dois fotões com mais frequência do que seria de esperar. Pode ler aqui um resumo deste e de outros resultados assim como as notas finais onde se fala de divergências que poderiam revelar-se significativas ou não. Esta discrepância poderia levantar a suspeita de estarmos em presença de nova física não prevista pelo Modelo Padrão das Interacções.

Em Novembro, os cientistas da experiência Atlas do LHC actualizaram todos os resultados com os novos dados entretanto recolhidos. Todos?.. não! Deixaram de fora os dados do canal de decaimento em dois fotões. Esta semana ficou a saber-se finalmente a razão.

Os cientistas da experiência Atlas apresentaram finalmente os novos dados tendo em conta o canal difotónico. E a razão é que os resultados obtidos mostram que os dados em vez de apresentarem um pico limpo como era esperado, estão a mostrar a existência de dois picos! Isto parece indicar que existe não um mas dois bosões de Higgs, um com uma massa de 123,5 GeV e o outro com uma massa de 126,6 GeV, uma diferença de cerca de 3 Gev estatisticamente significativa.

Seria de esperar que esta diferença diminuísse com o tempo à medida que novos dados fossem colectados. No entanto essa convergência dos dados estatísticos não se tem vindo a verificar. Esta discrepância, levou os cientistas a passar os últimos meses a tentar descobrir se estaria a ser cometido algum erro de análise de dados. O próprio facto de a experiência CMS não apresentar de um modo evidente a existência de dois picos, podia indicar que se estava perante um erro de medição. Os cientistas após análise exaustiva acabaram por não encontrar nenhum erro e decidiram apresentar os resultados que tinham obtido.

Embora certas extensões do Modelo Padrão da Física de Partículas prevejam a existência de múltiplos bosões de Higgs, nenhum deles prevê a existência de duas partículas de Higgs com estas massas tão semelhantes assim como os canais em que elas decairiam preferencialmente.

Resta-nos assim aquelas que parecem ser as alternativas para o que se está a passar:

– Os dois picos correspondem na realidade a um só e está a ser cometido algum erro sistemático que pode ter a ver com a calibração de algum detector. A favor desta hipótese está o facto de a experiência CMS não detectar esta discrepância.

– Trata-se de uma flutuação estatística que irá desaparecer com o tempo à medida que se recolherem novos dados

– Estamos em presença de nova física, resultados fundamentalmente novos que ainda não se consegue compreender

Pode ler mais sobre este assunto aqui e aqui.

Além desta questão dos dois picos, o facto de com os novos dados que têm sido recolhidos, o valor do decaimento em dois fotões continuar a apresentar um valor superior ao que era esperado para este canal é um outro aspecto da experiência que tem intrigado os cientistas.

Em Março novos dados serão apresentados. Até lá veremos se o mistério se resolve ou se adensa de vez!

45 comentários

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  1. O bóson de Higgs do modelo padrão está a se desintegrar em todos os lugares?

  2. Se no mundo real o bóson de Higgs não é produzido apenas em sistemas como o LHC, então como ele é produzido?

  3. É verdade ou não que certas partículas não existem no mundo real a não ser em sistemas como o LHC, pois são muito instáveis, sendo que seu tempo de ‘vida’ é curtíssimo? É verdade ou não que sistemas como o LHC é o ambiente com condições adequadas para que certas partículas sejam produzidas? Que partículas resultam da desintegração do bóson de Higgs?

  4. Daniel: já está explicado em cima.

    O LHC faz o que já faz o “mundo real”, mas em situações muito mais controladas: no tempo em que queremos, com a detecção própria, e com as energias que já existem no “mundo real”.

    1. De fato o LHC é o mundo real, mas não é isso que estou questionando.

  5. Ou seja, dá para explicar melhor?

  6. Desejo entender melhor. É possível?

  7. Não está totalmente esclarecido o fato de que a produção de uma ou outra partícula em sistemas como o LHC justifique que a mesma já existe no mundo real sem que tenha sido produzida em sistemas como o LHC, sendo este o motivo das minhas indagações. Quanto a máquínas MRI nos hospitais e a internet as mesmas não estão em questão. Ou seja,,não é isso que estou questionando.

  8. Você está confirmando que o objetivo do LHC é apenas produzir uma partícula que até que seja produzida não existe no mundo real, mas que é possível existir lá, dada as condições para que isto aconteça, e tão somente isso, tendo em vista a possibilidade de diversas partículas poderem ser produzidas em determinadas condições?

    1. O objectivo do CERN não tem a ver com *uma partícula*.
      São detectadas e produzidas milhares (milhões?) de partículas todos os anos no CERN.
      O Daniel não teria máquinas MRI nos hospitais sem o CERN.
      O Daniel não teria sequer a internet sem o CERN.

      Por isso, reduzir o trabalho do CERN à procura de uma partícula, só por ela ser mediática, não me parece correcto.

      abraços

    2. No mundo real, você vê uma “explosão de bomba atómica” e vê muita luz e nada percebe do que aconteceu.
      Em situações controladas, você pode perceber melhor o que acontece na reacção em cadeia, e compreender que passos foram necessários até à explosão.
      Pode até estudar algumas partículas que com os seus olhos “lá fora” não as veria… não porque elas não existissem mas sim porque você não teria forma de as “ver”.
      Em situações controladas você pode ver e estudar essas partículas.

      No mundo real, mesmo na bomba atómica, a nível nano, existem até muitas partículas que aparecem e desaparecem em milésimos de segundos… que obviamente você não teria oportunidade de sequer ver.
      Em situações controladas e com melhores equipamentos, é óbvio que você tem melhores oportunidades não só para detectar essas partículas, mas até para produzir milhares de minis-bombas-atómicas de modo a estudar melhor essas partículas, compreender as suas causas e os seus efeitos.

      E já agora, para não haver confusões com as palavras, o que se faz no CERN é o mundo real. Simplesmente é mais controlado.

      abraços

  9. Daniel, eu já lhe respondi em cima…

  10. Tendo em vista a possibilidade da formação de várias partículas, então chego mesmo a pensar que apenas está sendo testado e a possibilidade de que se forme a partícula idealizada por alguém e tão somente isto.

  11. Não estou questionando nada do que diz respeito ao tamnho dessa ou daquela máquina. Se o maior colisor é o mundo real, então seria desnecessário um menor. Quanto a máquina de detecção, não importa o tamanho, contudo que a fizessem.

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