Astronomia e Universo

Embora nosso Universo pareça estável, tendo existido por incríveis 13,7 bilhões de anos, vários experimentos sugerem que ele está em risco - caminhando à beira de um abismo muito perigoso. E tudo isso se deve à instabilidade de uma única partícula fundamental: o bóson de Higgs.   Formação do Universo sem (acima) e com (abaixo) buracos negros primordiais. Esa , CC BY-NC-SA Em nova pesquisa realizada por mim e meus colegas, que acaba de ser aceita para publicação no periódico Physical Letters B, mostramos que alguns modelos do Universo primitivo, aqueles que envolvem objetos chamados buracos negros primordiais leves, provavelmente não estão corretos, pois já teriam acionado o bóson de Higgs para acabar com o Cosmo. O bóson de Higgs é responsável pela massa e pelas interações de todas as partículas que conhecemos. Isso ocorre porque as massas das partículas são uma consequência das partículas elementares interagindo com um campo, denominado campo de Higgs. Como o bóson de Higgs ex...

Não foi fácil encontrar o decaimento do bóson de Higgs no meio das colisões. [Imagem: Cern] Decaimento do bóson de Higgs Físicos do LHC conseguiram finalmente observar um comportamento esperado - mas muito difícil de detectar - do famoso bóson de Higgs, a "partícula" - ou campo - que dá massa a todas as demais, e que foi verificada experimentalmente pela primeira vez no mesmo LHC, em 2012. O Modelo Padrão da física de partículas prevê que cerca de 60% das vezes um bóson de Higgs decairá para um par de quarks bottom, o segundo mais pesado dos seis sabores de quarks: para cima, para baixo, estranho, charme, fundo e topo (ou up, down, strange, charm, bottom e top). Testar esta previsão é crucial porque o resultado poderia dar suporte ao Modelo Padrão - que é elaborado sobre a ideia de que o campo de Higgs dota os quarks e outras partículas fundamentais com massa - ou balançar suas fundações e apontar para novas físicas. Feliz ou infelizmente, o decaiment...

Físicos que trabalham no Grande Colisor de Hádrons (em inglês, Large Hadron Collider ou LHC) realizaram uma nova detecção do famoso bóson de Higgs, desta vez capturando detalhes sobre uma rara interação com uma das mais pesadas partículas fundamentais conhecidas pela física: o quark top. A breve mistura desse encontro incrivelmente precioso nos fornece informações importantes sobre a natureza da massa. A pesquisa foi publicada na revista científica Physical Review Letters. Bóson de Higgs e massa Apesar de lidarmos com a massa todos os dias – seja na forma da força da gravidade ou na superação da inércia para movermos o nosso corpo -, entender sua causa básica é complicado. A famosa equação E = mc ^ 2, de Albert Einstein, é uma descrição da massa como energia. Juntar partículas básicas em nêutrons e prótons requer energia, e esse esforço contribui para a sensação de peso de um átomo. O problema é que certas partículas fundamentais ainda têm massa mesmo quan...

Uma nova teoria sugere que o campo de Higgs variava no início do Universo, dando à matéria uma chance para escapar da antimatéria Simulação computadorizada de rastros de partículas em uma colisãodo LHC que produziu o bóson de Higgs. As estrelas , os planetas, e até eu e você, poderiam muito bem ser feitos de antimatéria, mas não são. Alguma coisa aconteceu no início da história do Universo, dando uma vantagem para a matéria e deixando um mundo de coisas construídas a partir de átomos e poucos traços da antimatéria, que já foi farta, mas que atualmente é rara. Uma nova teoria publicada em 11 de fevereiro no periódico Physical Review Letters sugere que o bóson de Higgs, recentemente descoberto, pode ser a partícula responsável por isso – mais especificamente, o campo de Higgs associado à partícula. Acredita-se que o campo de Higgs permeie todo o espaço e conceda massa às partículas que passam por ele, da mesma maneira que ovos de Páscoa ficam coloridos quando mergulhados em um...

Desde que o bóson de Higgs foi flagrado em ação pela primeira vez, muitas especulações foram feitas a seu respeito. A mais recente delas está sendo proposta pelos pesquisadores Fedor Bezrukov, do Centro de Pesquisa Riken-BNL, e Mikhail Shaposhnikov, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne.  Segundo eles, o bóson de Higgs, que foi recentemente confirmado como a origem da massa, também pode ser responsável pela expansão e pela forma que o universo tomou logo após o Big Bang. De acordo com Bezruko, “há uma conexão intrigante entre o mundo explorado em aceleradores de partículas de hoje e os primeiros momentos de existência do universo”. Bóson de Higgs e a expansão do Universo O universo começou com a famosa e gigante explosão conhecida como Big Bang, e vem se expandindo progressivamente desde então. Essa expansão é equilibrada de tal maneira que a sua forma é plana e não inclinada, o que, segundo os pesquisadores do assunto, só pode ser o caso de uma distribuição ...

Descobrimos o bóson de Higgs no ano passado, mas ele não é exatamente o que esperávamos. De acordo com alguns físicos, isso significa que o universo em si não é o que nós pensávamos também. Nima Arkani-Hamed, teórico do Instituto de Estudos Avançados de Princeton (EUA), explica um pouco dos resultados experimentais recentes aparentemente contraditórios do Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior acelerador de partícula do mundo. Segundo ele, a descoberta espetacular do bóson de Higgs em julho de 2012 confirmou uma teoria de quase 50 anos de idade de como as partículas elementares adquirem sua massa – e, por consequência, como elas podem formar grandes estruturas como galáxias e seres humanos.   “O fato de que o bóson foi visto mais ou menos onde esperávamos encontrá-lo é um triunfo para a física experimental e um triunfo para a física teórica – é uma indicação de que a física funciona”, Arkani-Hamed disse. No entanto, para que o bóson de Higgs fizesse ...

Em 4 de julho de 2012, duas equipes de cientistas que trabalham de forma independente no acelerador de partículas Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) anunciaram o resultado de suas pesquisas: a observação do que parecia ser um novo tipo de partícula. Tais resultados iniciais indicavam tratar-se do bóson de Higgs . Parte do Modelo Padrão de partículas da física, o bóson de Higgs seria a partícula elementar do campo de Higgs, que confere massa às demais partículas.  O anúncio da descoberta de um bóson que podia ser o de Higgs era promissor, porém, mais análises eram necessárias para confirmar que a nova partícula realmente era o parecia. Agora, na Conferência Moriond , na Itália, as mesmas equipes anunciaram o resultado da análise de um volume maior de dados (duas vezes e meia maior), e determinaram que a partícula é, de fato, o bóson de Higgs. Eles chegaram à esta conclusão analisando como a partícula interage com outras e quais suas propriedades quânticas. Ma...

A revista Science elegeu as dez descobertas científicas de 2012. Entre elas, constam pesquisas com células tronco, o pouso da Curiosity e a evolução na interface cérebro-máquina Modelo gráfico do CERN representa a colisão de partículas que pode ter revelado a existência do bóson de Higgs (AFP/CERN) A descoberta de uma particular física conhecida como Bóson de Higgs foi eleita pela revista Science como o achado científico mais importante de 2012. O Bóson explica como outras partículas elementares, como elétrons e quarks, ganham massa, e era a última peça que faltava para confirmar o modelo padrão, teoria que explica como as partículas interagem para formar a matéria do Universo. As evidências da existência do Bosón de Higgs foram reveladas no dia 4 de julho, após dois detectadores identificarem sua presença no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior acelerador de partículas do mundo.  Segundo a revista, ainda não está claro qual o caminho que a física ...

Encontrar uma nova partícula resolve um problema e começa outro Quando físicos do Grande Colisor de Hádrons, no CERN, anunciaram a descoberta de uma nova partícula, em 4 de julho, não a chamaram de “o bóson de Higgs”. Isso não foi apenas a típica cautela científica: também significou que o anúncio vem em um momento significativo. Estamos no fim de décadas de uma odisseia teórica, experimental e tecnológica, e também no início de uma nova era na física. A busca por essa partícula surgiu a partir de uma única frase no artigo de 1964 do físico Peter Higgs, da University of Edinburgh, na Escócia. Na época, o que atualmente chamamos de Modelo Padrão da física de partículas, que descreve todas as partículas elementares conhecidas, só estava começando a esfriar. O Modelo Padrão faz centenas de previsões testáveis e, nas décadas seguintes à sua origem, provou-se sempre correto. O bóson de Higgs era a última peça do quebra-cabeça, unindo todas as partículas conhecidas da matéria (...

A partícula de Deus está, ao que parece, do jeito que o diabo gosta: malcomportada. É o que indica uma análise preliminar de dados coletados no LHC, maior acelerador de partículas do mundo. O trabalho, feito por Oscar Éboli, do Instituto de Física da USP, sugere que o chamado bóson de Higgs, que seria responsável por dar massa a tudo o que existe, não está se portando como deveria, a julgar pela teoria que previu sua existência, o Modelo Padrão. Se confirmado, o comportamento anômalo da partícula seria a deixa para uma nova era da física. A descoberta do possível bóson, anunciada com estardalhaço no mês passado, foi comemorada como a finalização de uma etapa gloriosa no estudo das partículas fundamentais da matéria.  Sua existência, em resumo, explicaria porque o Sol pode produzir sua energia e criaturas como nós podem existir.  Dada sua importância para a consistência do Universo (e fazendo uma analogia com a história bíblica da torre de Babel), o físico ganhado...

O bóson de Higgs, representado pela esfera vermelha, é descrito por uma oscilação de potencial em um sistema bidimensional. [Imagem: MPQ/Quantum Many-Body Division] Escalas diferentes - Esqueça um pouco o LHC e a festa feita há poucos dias para anunciar a descoberta de um bóson do tipo Higgs. Agora, uma equipe de físicos da Alemanha e dos Estados Unidos acaba de anunciar uma descoberta similar - um bóson do tipo Higgs. Se o achado é similar, contudo, as técnicas utilizadas são radicalmente diferentes. O LHC, que é maior experimento científico da história, com um túnel de 27 km na fronteira entre a Suíça e França, custou US$8 bilhões e foi projetado para operar a até 14 tera-elétron volts (TeV) - por problemas técnicos, hoje ele funciona a apenas 8 TeV. Manuel Endres e seus colegas do Instituto Max Planck, por outro lado, encontraram as excitações do tipo Higgs na transição entre diferentes fases da matéria, em um sistema de átomos ultrafrios, próximos ao zero absoluto, em um eq...

A ciência é assim mesmo: quando um cientista anuncia uma descoberta, outros buscam encontrar furos na descoberta. Neste caso, não é exatamente um furo, mas duas outras partículas “impostoras”, que dariam resultado semelhante ao bóson de Higgs. No jargão científico, são “explicações alternativas” que devem ser investigadas e eliminadas para poder anunciar a descoberta do bóson de Higgs. Depois de analisar os dados coletados no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), os cientistas Ian Low, Joseph Lykken e Gabe Shaughnessy, do Argonne National Laboratory, em Illinois, Estados Unidos, alegam que as observações podem ser explicadas por duas partículas, um Higgs “genérico”, e um “impostor”. Na verdade, o decaimento em pares de bósons gauges poderiam ser explicados por quatro partículas, um dilaton/radion, um singlet escalar eletrofraco não dilatônico, um doublet escalar eletrofraco e um triplet escalar eletrofraco. Usando os dados do LHC, eles descartam os impos...

Na última quarta-feira (4), em uma coletiva de imprensa realizada no laboratório CERN (Organização Europeia de Pesquisas Nucleares) em Genebra, na Suíça, cientistas anunciaram o que pode ser a descoberta de uma das partículas elementares para a formação de tudo o que existe: o bóson de Higgs . Há anos, pesquisadores trabalhando no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior acelerador de partículas que existe, procuram o bóson, partícula que foi proposta pela primeira vez por Peter Higgs em 1964, 48 anos atrás.  Agora, duas equipes separadas do LHC – ATLAS e CMS – chegaram a resultados parecidos que estão em conformidade com as previsões teóricas sobre as partículas subatômicas do Modelo Padrão da Física, com a inclusão do bóson de Higgs. Isso indica que a partícula de fato existe. O bóson teria massa de 125.3 GeV, e os resultados têm o nível de certeza de 4,9 sigma (o ideal é 5 sigma, nível necessário para reivindicar uma descoberta, pois signi...

Nesta quarta-feira, 4 de julho de 2012, os cientistas do CERN, laboratório europeu de partículas de alta-energia, anunciaram que nos dados coletados em dois anos de colisões de prótons estão os rastros de uma estranha partícula , uma partícula que eles tem 99% de certeza de que é uma nova partícula, algo nunca visto antes em laboratório. O bóson de Higgs é um dos componentes do chamado Modelo Padrão da Física. O que nos leva a outras perguntas…       Retrato de Família A nossa história começa com a descoberta do elétron, em 1876, por J. J. Thompson. Em 1911 um outro inglês, Ernest Rutherford, propôs o primeiro modelo para o átomo, que seria composto por um núcleo e uma eletrosfera. Rutherford também foi o descobridor do próton, que ele achou que era uma partícula fundamental (ou seja, não composta de outras partículas).A descoberta de outras partículas nos anos que se seguiram levaram à criação de um modelo que usava partículas fundamentais, os léptons ...

O CERN (Laboratório Europeu para Física de Partículas), que abriga o famoso Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), acelerador de partículas que fica na Suíça, convidou cinco grandes físicos teóricos – incluindo Peter Higgs, da Universidade de Edimburgo (Escócia), professor de física que deu nome a partícula de Deus – para uma conferência na próxima quarta-feira (4 de julho). Isso gerou especulações de que o bóson de Higgs finalmente foi encontrado. Parece coisa certa que os cientistas de duas missões independentes – CMS e ATLAS – desenhadas para provar a existência da partícula vão anunciar que ela foi finalmente “descoberta”.   O bóson de Higgs A partícula de Deus foi proposta pela primeira vez por Peter Higgs em 1964, 48 anos atrás.O bóson de Higgs, como foi nomeado, é tido como a chave para entender todo o universo. Isso porque ela é, supostamente, a partícula que dá a todas as outras sua massa – por exemplo, aos átomos, que formam toda a matéria ...