#Grande colisor
Pesquisadores da Universidade de Rochester, trabalhando com a Colaboração CMS do CERN, fizeram avanços significativos na medição do ângulo de mistura eletrofraca, melhorando nossa compreensão do Modelo Padrão de Física de Partículas.
Desvendando Mistérios Universais O seu trabalho ajuda a explicar as forças fundamentais do universo, apoiado por experiências como as realizadas no Grande Colisor de Hádrons, que investigam condições semelhantes às que se seguiram ao Big Bang.
Na busca por descodificar os mistérios do universo, investigadores da Universidade de Rochester estiveram envolvidos durante décadas com colaborações internacionais na Organização Europeia para a Investigação Nuclear, mais conhecida como CERN.
Com base no seu amplo envolvimento no CERN, particularmente na colaboração CMS (Compact Muon Solenoid), a equipe de Rochester – liderada por Arie Bodek, professor de física George E.
Pake – alcançou recentemente um marco inovador.
Sua realização centra-se na medição do ângulo de mistura eletrofraca, um componente crucial do Modelo Padrão de Física de Partículas.
Este modelo descreve como as partículas interagem e prevê com precisão uma infinidade de fenômenos na física e na astronomia.
“As medições recentes do ângulo de mistura eletrofraca são incrivelmente precisas, calculadas a partir de colisões de prótons no CERN, e fortalecem a compreensão da física de partículas”, diz Bodek.
A Colaboração CMS reúne membros da comunidade de física de partículas de todo o mundo para compreender melhor as leis básicas do universo.
Além de Bodek, a coorte de Rochester da Colaboração CMS inclui os investigadores principais Regina Demina, professora de física, e Aran Garcia-Bellido, professor associado de física, juntamente com pesquisadores de pós-doutorado e alunos de graduação e pós-graduação.
Um legado de descoberta e inovação no CERN Localizado em Genebra, na Suíça, o CERN é o maior laboratório de física de partículas do mundo, conhecido por suas descobertas inovadoras e experimentos de ponta.
Os investigadores de Rochester têm uma longa história de trabalho no CERN como parte da Colaboração CMS, incluindo o desempenho de papéis importantes na descoberta do bóson de Higgs em 2012 – uma partícula elementar que ajuda a explicar a origem da massa no universo.
O trabalho da colaboração inclui a coleta e análise de dados coletados do detector Compact Muon Solenoid no Large Hadron Collider (LHC), o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo.
O LHC consiste em um anel de 27 quilômetros de ímãs supercondutores e estruturas aceleradoras construídas no subsolo e que se estendem pela fronteira entre a Suíça e a França.
O objetivo principal do LHC é explorar os blocos fundamentais da matéria e as forças que os governam.
Ele consegue isso acelerando feixes de prótons ou íons quase à velocidade da luz e colidindo-os uns contra os outros com energias extremamente altas.
Estas colisões recriam condições semelhantes às que existiram frações de segundo após o Big Bang, permitindo aos cientistas estudar o comportamento das partículas sob condições extremas.
Desvendando Forças Unificadas No século XIX, os cientistas descobriram que as diferentes forças da eletricidade e do magnetismo estavam ligadas: um campo eléctrico variável produz um campo magnético e vice-versa.
A descoberta formou a base do eletromagnetismo, que descreve a luz como uma onda e explica muitos fenômenos da óptica, além de descrever como os campos elétricos e magnéticos interagem.
Com base neste entendimento, os físicos da década de 1960 descobriram que o eletromagnetismo está ligado a outra força – a força fraca.
A força fraca opera dentro do núcleo dos átomos e é responsável por processos como o decaimento radioativo e o fornecimento de energia à produção de energia solar.
Esta revelação levou ao desenvolvimento da teoria eletrofraca, que postula que o eletromagnetismo e a força fraca são, na verdade, manifestações de baixa energia de uma força unificada chamada interação eletrofraca unificada.
Descobertas importantes, como o bóson de Higgs, confirmaram este conceito.
Avanços na interação eletrofraca A Colaboração CMS realizou recentemente uma das medições mais precisas até o momento relacionadas a esta teoria, analisando bilhões de colisões próton-próton no LHC do CERN.
O foco deles era medir o ângulo de mistura fraco, um parâmetro que descreve como o eletromagnetismo e a força fraca se misturam para criar partículas.
Medições anteriores do ângulo de mistura eletrofraca geraram debate na comunidade científica.
No entanto, as últimas descobertas estão alinhadas com as previsões do Modelo Padrão de Física de Partículas.
O estudante de pós-graduação de Rochester, Rhys Taus, e o associado de pesquisa de pós-doutorado Aleko Khukhunaishvili implementaram novas técnicas para minimizar as incertezas sistemáticas inerentes a esta medição, aumentando sua precisão.
A compreensão do ângulo de mistura fraco esclarece como as diferentes forças no universo trabalham juntas nas menores escalas, aprofundando a compreensão da natureza fundamental da matéria e da energia.
“A equipe de Rochester vem desenvolvendo técnicas inovadoras e medindo esses parâmetros eletrofracos desde 2010 e depois implementando-os no Grande Colisor de Hádrons”, diz Bodek.
“Essas novas técnicas anunciaram uma nova era de testes de precisão das previsões do Modelo Padrão.”
Publicado em 01/07/2024 15h25
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