Com gráficos “espremidos na hora” dos dados mais recentes obtidos por dois experimentos de física de partículas, equipes de cientistas do Large Hadron Collider do CERN, o Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, disseram na terça-feira que registraram “dicas tentadoras” da partícula subatômica indescritível conhecida como o Bóson de Higgs, mas não podemos dizer conclusivamente que exista ... ainda. No entanto, eles prevêem que as execuções de colisor de 2012 devem trazer dados suficientes para fazer a determinação.
"O fato de sermos capazes de mostrar os resultados de análises muito sofisticadas apenas um mês após o último bit de dados que usamos foi gravado é muito tranquilizador", Dr. Greg Landsberg, coordenador de física do Compact Muon Solenoid (CMS) detector no LHC disse à Space Magazine. “Isso mostra a rapidez com que o tempo de resposta é. Isso é realmente sem precedentes na história da física de partículas, com experiências tão grandes e complexas produzindo tantos dados, e é muito emocionante. ”
Por enquanto, a principal conclusão de mais de 6.000 cientistas nas equipes combinadas do CMS e dos detectores de partículas ATLAS é que eles foram capazes de restringir a faixa de massa do bóson do Modelo Padrão Higgs - se existir - na faixa de 116 a 130 GeV pelo experimento ATLAS e 115-127 GeV pelo CMS.
O Modelo Padrão é a teoria que explica as interações das partículas subatômicas - que descrevem a matéria comum da qual o Universo é feito - e no geral funciona muito bem. Mas não explica por que algumas partículas têm massa e outras não, e também não descreve os 96% do Universo que são invisíveis.
Em 1964, o físico Peter Higgs e seus colegas propuseram a existência de um misterioso campo de energia que interage com algumas partículas subatômicas mais do que outras, resultando em valores variáveis para a massa de partículas. Esse campo é conhecido como campo de Higgs e o bóson de Higgs é a menor partícula do campo de Higgs. Mas o Bóson de Higgs ainda não foi descoberto e uma das principais razões pelas quais o LHC foi construído foi tentar encontrá-lo.
Para procurar essas minúsculas partículas, o LHC esmaga prótons de alta energia, convertendo energia em massa. Isso produz um spray de partículas que são captadas pelos detectores. No entanto, a descoberta do Higgs se baseia na observação das partículas em que esses prótons decaem e não no próprio Higgs. Se eles existem, têm uma vida muito curta e podem decair de muitas maneiras diferentes. O problema é que muitos outros processos também podem produzir os mesmos resultados.
Como os cientistas podem dizer a diferença? Uma resposta curta é que, se eles puderem descobrir todas as outras coisas que podem produzir um sinal semelhante a Higgs e a frequência típica em que ocorrerão, se virem mais desses sinais do que as teorias atuais sugerem, isso lhes dará um lugar. para procurar o Higgs.
As experiências viram excessos em faixas semelhantes. E como observou o comunicado de imprensa do CERN, “Tomados individualmente, nenhum desses excessos é estatisticamente mais significativo do que rolar um dado e chegar com dois seis em sequência. O interessante é que existem várias medições independentes apontando para a região de 124 a 126 GeV. ”
"Isso é muito promissor", disse Landsberg, que também é professor da Universidade Brown. “Isso mostra que os dois experimentos entendem muito bem o que está acontecendo com seus detectores. Ambas as calibrações viram excessos em baixas massas. Infelizmente, porém, a natureza do nosso processo é estatística e sabe-se que as estatísticas costumam fazer truques engraçados de vez em quando. Portanto, não sabemos realmente - não temos evidências suficientes para saber - se o que vimos é um vislumbre do Bóson de Higgs ou se trata apenas de flutuações estatísticas do processo do Modelo Standand que imitam o mesmo tipo de assinaturas que viria se o Bóson de Higgs for produzido. "
Landsberg disse que a única maneira de lidar com as estatísticas é obter mais dados, e os cientistas precisam aumentar consideravelmente o tamanho das amostras de dados para responder definitivamente à pergunta sobre se o Bóson de Higgs existe na massa de 125 GeV ou em qualquer massa intervalo que ainda não foi excluído.
A boa notícia é que muitos dados estão chegando em 2012.
"Esperamos quadruplicar a amostra de dados coletada este ano", disse Landsberg. “E isso deve nos dar confiança estatística suficiente para resolver essencialmente esse quebra-cabeça e dizer ao mundo se vimos os primeiros vislumbres do Bóson de Higgs. Como a equipe mostrou hoje, continuaremos aumentando até atingirmos um nível de significância estatística considerado suficiente para a descoberta em nosso campo. ”
Landsberg disse que dentro desse pequeno intervalo, não há muito espaço para os Higgs se esconderem. “Isso é muito emocionante e diz que estamos quase lá. Temos sensibilidade suficiente e belos detectores; precisamos de um pouco mais de tempo e um pouco mais de dados. Tenho muita esperança de que possamos dizer algo definitivo até o próximo ano. ”
Então, o suspense está aumentando e 2012 pode ser o ano do Higgs.
Mais informações: Comunicado de imprensa do CERN, ArsTechnica
