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Bóson de Higgs

Física

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Bóson de Higgs é uma partícula fundamental da física responsável por atribuir massa a partículas que não deveriam ter massa ou que deveriam ter massas menores que as que têm. O bóson de Higgs foi previsto teóricamente, em 1964, por Peter Higgs e François Englet, porém sua observação só foi possível em 2013, graças ao avanço na tecnologia dos aceleradores de partículas.

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O que é o bóson de Higgs em termos simples?

O bóson de Higgs é uma das partículas elementares da física (essas partículas são conhecidas como o modelo-padrão da física). Essa partícula é responsável por criar um campo que permeia todo o espaço, chamado campo de Higgs. O campo de Higgs é responsável por atribuir massa a partículas como os quarks (que formam os prótons e nêutrons) e os elétrons.

O campo de Higgs interage com a matéria de forma parecida com a qual o campo eletromagnético interage com as cargas elétricas — por meio de um bóson, que, no caso do eletromagnetismo, é chamado de fóton. Os bósons, por sua vez, são partículas que “transmitem” os diferentes tipos de força para as partículas que formam os átomos e que dão origem às coisas ao nosso redor, chamadas de férmions.

O bóson de Higgs foi teoretizado, em 1964, por Peter Higgs e por François Englert, além de outros quatro físicos teóricos. Entretanto, o primeiro experimento capaz de comprovar a existência dessa partícula só foi realizado em 2013, por meio do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadrons Collider).

A descoberta do bóson de Higgs concedeu a Higgs e a Englert o prêmio Nobel de Física no ano de 2013:

O Prêmio Nobel de Física 2013 foi concedido em conjunto a François Englert e Peter W. Higgs pela descoberta teórica de um mecanismo que contribuiu para a nossa compreensão da origem da massa das partículas subatômicas, e que recentemente foi confirmado pela descoberta da prevista partícula fundamental, pelos experimentos ATLAS e CMS no Large Hadron Collider do CERN.|1|

 

Veja mais: Descubra quais são as forças fundamentais da natureza e como elas afetam nossa realidade

O bóson de Higgs existe?

Sim, o bóson de Higgs existe. A existência dessa partícula foi confirmada em 2013, durante experimentos de alta energia desenvolvidos no LHC. De acordo com as previsões teóricas, esse bóson só poderia ser observado em condições extremas, similares às condições em que o campo de Higgs formou-se durante os primórdios do Universo — instantes depois do Big-Bang. Para tanto, físicos do mundo todo uniram-se para estudar formas de acelerar e colidir partículas de modo a simular tais condições.

O bóson de Higgs foi observado no LHC pelos detectores ATLAS e CMS.
O bóson de Higgs foi observado no LHC pelos detectores ATLAS e CMS.

No ano de 2012, o LHC já era capaz de atingir energias de até 8 TeV (teraelétron-volts) ao acelerar e colidir feixes de prótons em sentidos contrários, movendo-se em velocidades próximas da velocidade da luz, circulando em seus enormes anéis. Dessa forma, foi possível que se observasse, ainda que durante um tempo extremamente curto, uma partícula até então desconhecida, mas que tinha todas as características previstas pela teoria do campo de Higgs.

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Qual é a importância do bóson de Higgs?

O bóson de Higgs tem uma enorme importância para o entendimento da matéria e do próprio Universo. A comprovação da existência desse bóson mudou a forma como os físicos entendiam o modelo-padrão da física de partículas.

Graças à teoria relacionada ao bóson de Higgs, os físicos foram capazes de explicar o funcionamento de duas forças fundamentais da natureza — a força fraca e a força eletromagnética, que, segundo a teoria de Higgs, são manifestações de uma única força, conhecida como força eletrofraca, que, supostamente, deu origem às outras duas no momento em que o Universo resfriou, instantes após sua grande inflação, conhecida como Big-Bang.

Por conta da forma como o campo de Higgs faz com que certas partículas “ganhem” massa, acredita-se que os bósons de Higgs sejam a chave para a explicação da expansão do Universo — atualmente os cosmólogos acreditam que 25% de toda a massa do Universo sejam feitos de matéria escura, cuja existência pode ser relacionada ao bóson.

Bóson de Higgs e ficção

O bóson de Higgs ficou conhecido mundialmente pelo nome “partícula de Deus”. Esse nome surgiu quando o físico estadunidense Leon Lederman (1922-2018) pretendia lançar um livro que contava a história por trás da busca pela existência do bóson, entitulado The goddamn particle (A partícula maldita), como uma referência a quão difícil era a detecção de tal partícula. Entretanto, o editor sugeriu que o título fosse alterado para The God particle (A partícula de Deus). O nome gerou revolta na comunidade científica, que se tornou alvo de críticas e protestos de incautos.

O mistério por trás do bóson de Higgs e toda a tecnologia necessária para observá-lo, alcançada por meio dos avanços com os aceleradores de partículas, tornaram-no um tema de grande interessa para a ficção científica. Recentemente o bóson de Higgs ganhou grande notoriedade graças à série lançada pela Netflix, Dark. Na série, o bóson de Higgs, que também é chamado de matéria escura pelas personagens, é capaz de abrir túneis através do espaço-tempo (buracos de minhoca), levando o protagonista a diferentes épocas e realidades.

Veja também: Teoria das cordas – múltiplas dimensões e universos paralelos, será possível?

Resumo sobre o bóson de Higgs

  • O bóson de Higgs "liga-se" a alguns tipos de partículas e atribui-lhes certa quantidade de massa (inércia).

  • O bóson de Higgs obtém massa por meio da interação com o campo de Higgs, assim como os prótons e elétrons.

  • O campo de Higgs permeia todo o Universo e faz com que os bósons aglutinem-se às partículas.

  • Os bósons de Higgs surgiram com o resfriamento do Universo, em um episódio ao qual os físicos referem-se como uma quebra expontânea de simetria.

Notas

|1| Para acessar, clique aqui.

 

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

Gostaria de fazer a referência deste texto em um trabalho escolar ou acadêmico? Veja:

HELERBROCK, Rafael. "Bóson de Higgs"; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/boson-higg.htm. Acesso em 09 de março de 2021.

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