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Jul 15

Comunicado do CERN: Experiências beneficiam de muito mais precisão.

Comunicado do CERN:

Genebra e Veneza, 11 de Julho de 2017.

A comunidade mundial de física de partículas reuniu-se esta semana em Veneza (Itália) para a Conferência Internacional EPS sobre Física de Alta Energia. Dezenas de novos resultados dos conjuntos de dados completos das experiências no LHC (Large Hadron Collider – Grande Colisionador de Hadrões) foram apresentados pela primeira vez.

Photograph: Brice, Maximilien
Date: 28-11-2007
Foto antiga nunca antes publicada focada nas cablagens do detector CMS-2007.

Nos últimos dois anos, o LHC operou como um relógio suíço, fornecendo grandes quantidades de dados das colisões das experiências, que se revelaram superar as melhores expectativas. Com mais luminosidade (maior número de colisões) e mais dados, os físicos podem agora explorar as interacções mais fundamentais entre as partículas recorrendo a uma capacidade dos sensores e a uma precisão sem precedentes.


Um bosão muito especial.

Os novos resultados apresentados no EPS incluem estudos detalhados sobre o bosão de Higgs. Cinco anos decorridos desde o anúncio da sua descoberta, os físicos estão agora a começar a olhar à lupa para esta partícula muito especial, obtendo uma visão mais profunda sobre a forma como o Higgs interage com outras partículas.

“O nível de precisão alcançado pelas experiências baseadas numa pequena percentagem da amostra total de dados expectável do LHC é impressionante”, disse a Directora-geral do CERN, Fabiola Gianotti.

“Particularmente relevante é a exploração da interacções do bosão de Higgs com outras partículas, uma vez que a física além do Modelo Padrão pode alterar essas interacções”.

Perspectiva artística do campo de Higgs.
Créditos: CERN – CMS.

O Modelo Padrão faz previsões muito específicas dos decaimentos do bosão de Higgs: na prática, como este interage com várias partículas. As primeiras observações do Higgs foram baseadas em medidas do seu decaimento para outros bosões (W, Z, γ).

Traduzindo do “fisiquês” para Português: será o seu decaimento para pares de bosões “transportadores” da força nuclear fraca (a que faz o sol brilhar) que são os W+, W-, e o bosão Z (W+, W- e Z têm massa invariante), e para o bosão de massa invariante zero e mediador do electromagnetismo, o fotão (γ), que usamos no dia a dia nas fotografias, ou “fotão-grafias.” São a família de partículas fundamentais que compõe as radiações.

Agora, as colaborações ATLAS e CMS mostram como o Higgs decai directamente para fermiões, como quarks e leptões, a família de partículas fundamentais que compõem a matéria.


Dica do AstroPT:
Sigma 5 ou superior é descoberta.
Sigma abaixo de 5 pode ser anomalia estatística (falso-positivo) ou fortes indicações sujeitas a confirmação (uma hipótese forte).



Um profundo mistério da Natureza.

A Colaboração ATLAS relatou a primeira evidência para o decaimento do bosão de Higgs para um par de down quarks (leves), com um significado de sigma 3.6 . Embora o Modelo Padrão preveja que este decaimento ocorra em mais da metade de todos os decaimentos do Bosão de Higgs, é muito difícil de distinguir dos processos de fundo semelhantes.

“Esta evidência do decaimento do bosão de Higgs para pares de quarks mais leves constitui um marco importante na exploração das propriedades do Bosão de Higgs”, declarou Karl Jakobs, porta-voz da experiência ATLAS. “É importante para a compreensão da sua curta vida e para procurar evidências para outros decaimentos mais raros.”

Na sequência da evidência recente de que o bosão de Higgs decai em dois leptões Tau (dois electrões tau, os mais pesados, mas designam-se simplesmente por Tau) a colaboração da CMS apresentou a primeira observação deste decaimento numa única experiência, com um significado de 5.9 sigma.

“Isto é de suma importância para estabelecer o acoplamento do bosão de Higgs com os leptões e representa um passo importante para medir os seus acoplamentos com os fermiões de terceira geração, as cópias muito pesadas dos electrões e dos quarks, cujo papel na natureza é um profundo mistério”, disse Joel Butler, porta-voz da colaboração da CMS.

Beneficiando da grande amostra de dados, as experiências no LHC também podem testar outras propriedades do Modelo Padrão com maior precisão. Assim, a CMS apresenta a melhor medida no LHC do ângulo de mistura da força fraca, um parâmetro-chave do Modelo Padrão que estabelece uma relação firmemente prevista entre as massas dos bosões W e Z. A colaboração ATLAS também liberta a primeira evidência de um processo de interacção fraca importante, mas raro, no qual um único up quark (leve, I geração da matéria) é produzido junto com um bosão Z (radiação da força fraca, pesado).

As experiências do LHC também são muito activas na busca duma nova Física para além do Modelo Padrão, e foram apresentados em Veneza muitos novos resultados para buscas da matéria escura.

– Será que vão descobrir de que é feita a matéria escura?
– Um belo dia, talvez. Sabes, até parece que a Natureza tem algo de carnavalesco, que esconde os seus segredos mais notáveis, como num divertido baile de máscaras.
Créditos: carustica.

“Até hoje, testámos os modelos teóricos mais simples da matéria escura”, disse o director de pesquisa e computação do CERN, Eckhard Elsen. “Temos de passar a investigar os cenários mais complicados, tirando máximo partido da precisão de que agora dispomos.”

A precisão de alto nível também é demonstrada pela interacção da força forte, como demonstra a observação duma nova partícula com dois charm quarks e um quark leve e a maior precisão nas medidas da assimetria da matéria versus a antimatéria realizadas pelo LHCb, bem como numa ampla gama de resultados obtidos a partir de colisões de iões pesados (núcleos de átomos de chumbo) em todas as experiências. A Colaboração ALICE apresentou, notavelmente, uma das medidas mais precisas da vida do hypertriton, um núcleo exótico que contém um strange quark e que é produzido abundantemente em colisões no LHC.


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Sobre o CERN

O CERN, a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, é um dos laboratórios líderes mundiais em física de partículas. A Organização está localizada na fronteira franco-suíça, com sede em Genebra. Os seus Estados-Membros são: Áustria, Bélgica, Bulgária, República Checa, Dinamarca, Finlândia, França, Alemanha, Grécia, Hungria, Israel, Itália, Países Baixos, Noruega, Polónia, Portugal, Roménia, Eslováquia, Espanha, Suécia, Suíça e Reino Unido. Chipre, Sérvia e Eslovénia são Membros Associados.

Acerca do autor(a)

Manel Rosa Martins

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