O QUE é O BóSON DE HIGGS?

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Do que ouvimos falar sobre isso - o Bóson de Higgs, e por que é importante?

Dizem que a melhor maneira de aprender é ensinar. E se eu fizer isso direito, talvez, apenas talvez, eu entenda um pouco melhor até o final do episódio.

Gostaria de deixar claro que este vídeo é para a pessoa cujos olhos brilham toda vez que você ouvir o termo bóson de Higgs. Você sabe que é algum tipo de partícula, prêmio Nobel, massa, blá, blá. Mas você realmente não entende o que é e por que é importante.

Primeiro, vamos começar com o modelo padrão. Essas são essencialmente as leis da física de partículas, conforme os cientistas as entendem. Eles explicam toda a matéria e forças que vemos ao nosso redor. Bem, na maioria das vezes, existem alguns grandes mistérios que discutiremos à medida que nos aprofundarmos nisso.

Mas o importante é entender que existem duas categorias principais: os férmions e os bósons.

Férmions são matéria. Existem os prótons e nêutrons, que são constituídos por quarks, e os leptons, que são indivisíveis, como elétrons e neutrinos. Comigo até agora? Tudo o que você pode tocar são esses férmions.

Os bósons são as partículas que comunicam as forças do Universo. Você provavelmente conhece o fóton, que comunica a força eletromagnética. Depois, há o glúon, que comunica a força nuclear forte e os bósons W e Z, que comunicam a força nuclear fraca.

Mistério número 1, gravidade. Embora seja uma das forças fundamentais do Universo, ninguém descobriu uma partícula bóson que comunica essa força. Então, se você está procurando um Prêmio Nobel, encontre um bóson de gravidade e ele é seu. Prove que a gravidade não tem um bóson e você também pode receber um Prêmio Nobel. De qualquer forma, há um Prêmio Nobel para você.

Novamente, este é o Modelo Padrão, e descreve com precisão as leis da natureza como as vemos ao nosso redor.

Um dos maiores mistérios não resolvidos da física foi o conceito de massa. Por que alguma coisa tem massa ou inércia? Por que a quantidade de "coisas" físicas em um objeto define como é fácil se mover ou quão difícil é fazê-lo parar?

Nos anos 1960, o físico Peter Higgs previu que deveria haver algum tipo de campo que permeia todo o espaço e interage com a matéria, como um peixe nadando na água. Quanto maior a massa de um objeto, mais ele interage com esse campo de Higgs.

E, assim como as outras forças fundamentais do Universo, o campo de Higgs deve ter um bóson correspondente para comunicar a força - este é o bóson de Higgs.

O próprio campo é indetectável, mas se você pudesse detectar de alguma forma as partículas de Higgs correspondentes, poderia assumir a existência do campo.

E é aí que entra o Large Hadron Collider. O trabalho de um acelerador de partículas é converter energia em matéria, através da fórmula e = mc2. Ao acelerar partículas - como prótons - a enormes velocidades, elas fornecem uma quantidade enorme de energia cinética. De fato, em sua configuração atual, o LHC move prótons para 0.999999991c, que é cerca de 10 km / h mais lento que a velocidade da luz.

Quando raios de partículas que se movem em direções opostas se chocam, concentra uma quantidade enorme de energia em um pequeno volume de espaço. Essa energia precisa de algum lugar para ir, então congela como matéria (obrigado Einstein). Quanto mais energia você puder colidir, mais partículas maciças você poderá criar.

E assim, em 2013, o LHC permitiu que os físicos finalmente pudessem confirmar a presença do Bóson de Higgs ajustando a energia das colisões para o nível exato e detectando a cascata de partículas que ocorrem quando os bósons de Higgs decaem.

Como as partículas certas são detectadas, você pode assumir a presença do bóson de Higgs e, por isso, pode assumir a presença do campo de Higgs. Prêmios Nobel para todos.

Eu disse que restavam alguns mistérios; a gravidade era uma, é claro, mas há mais algumas. A realidade é que os físicos agora sabem que o assunto que descrevi é realmente apenas uma fração de todo o universo. Os cosmologistas estimam que apenas 4% do universo é a matéria bariônica normal com a qual estamos familiarizados.

Outros 23% são matéria escura e outros 73% são energia escura. Portanto, ainda existem muitos mistérios para manter os físicos ocupados por anos.

E assim, em 2013, o Large Hadron Collider finalmente descobriu a partícula que os físicos previram há 50 anos. A última parte do Modelo Padrão foi finalmente comprovada e estamos mais perto de entender o que são 4% do Universo. Os outros 96% (oh, e gravidade) ainda são um mistério total.

Os físicos estão aumentando o LHC para níveis cada vez mais altos de energia, para procurar outras partículas, entender a matéria escura e ver se podem gerar buracos negros microscópicos. Este poderoso instrumento tem muito mais ciência para revelar, portanto, fique atento.

Esse é o Bóson de Higgs em poucas palavras. Deixe-me saber se há outros conceitos em física de partículas que você gostaria de falar. Coloque suas idéias nos comentários abaixo.