Os físicos identificaram o bóson de Higgs executando um novo truque, mas que não nos deixa mais perto de compreender o funcionamento das partículas fundamentais.
O bóson de Higgs, descoberto no laboratório de física de partículas do CERN perto de Genebra, na Suíça, em 2012, é a partícula que dá massa a todas as outras partículas fundamentais, segundo o modelo padrão da física de partículas. No entanto, apesar do trabalho de milhares de pesquisadores ao redor do mundo, ninguém foi capaz de descobrir exatamente como isso faz ou por que algumas partículas são mais massivas do que outras.
A única maneira de tentar resolver esse problema é observando como o Higgs interage com outras partículas usando o Large Hadron Collider (LHC). Pela primeira vez, ambos os grupos principais que o usam – as colaborações CMS e ATLAS – observaram o decaimento de Higgs em dois múons, um tipo de partícula com a qual nunca vimos diretamente interagir antes. Membros das colaborações apresentaram este trabalho na virtual Conferência Internacional de Física de Altas Energias.
Alguns pesquisadores sugeriram que as partículas têm massas diferentes porque há mais de um tipo de bóson de Higgs, com cada tipo de Higgs acoplado a uma faixa de massa diferente de outras partículas.
Os múons são muito menos massivos do que os outros tipos de partículas com as quais vimos o Higgs regular interagir, então a nova descoberta torna mais provável que haja apenas um Higgs. Esse comportamento é exatamente o que esperamos do modelo padrão. Adam Gibson-Even da Valparaiso University em Indiana, que não esteve envolvido com este trabalho, diz que é uma instância de “bóson de Higgs, exatamente como ordenado”.
Mas isso deixa o mistério de por que as partículas têm massas diferentes completamente sem resposta. Embora este resultado possa não ser surpreendente, diz Gibson-Even, é um tanto frustrante porque sabemos que o modelo padrão é incompleto – além de não explicar por que as partículas têm massas diferentes, também não leva em conta a matéria escura ou a energia escura. No entanto, os resultados experimentais estão totalmente alinhados com o modelo.
“É um problema no sentido de que sabemos que o bóson de Higgs no estado em que se encontra não explica essas coisas”, diz Freya Blekman, pesquisadora do CMS, da Universidade Livre de Bruxelas, Bélgica. Se o mesmo Higgs interage com múons e partículas mais pesadas, esse é outro caminho para resolver a questão da massa fechada.
O próximo passo, diz Blekman, é fazer medições ainda mais precisas da interação de Higgs com uma gama de partículas diferentes. Muitas dessas medições precisam ser mais precisas do que aquelas que o LHC pode fornecer, o que é parte do argumento para construir um colisor de “fábrica de Higgs” mais poderoso, diz ela.
“Removemos os cenários, mas ainda não temos uma explicação”, diz Blekman. “Mas é disso que trata a física de partículas – temos dezenas de milhares de previsões e temos que eliminá-las.”
Publicado em 09/08/2020 12h53
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