Bóson de Higgs em linguagem simples com vídeo. Qual é a massa de um bóson?
Há quase meio século, o físico escocês Peter Higgs apresentou uma hipótese sobre a existência de alguma unidade elementar subatômica, a última de uma série de partículas elementares, batizada em homenagem ao cientista bóson de Higgs.
Como e por que eles procuraram o bóson
Por muito tempo, a partícula não saiu da cabeça dos pesquisadores. Considerado o último elo da Teoria Moderna das Partículas Elementares, deveria ajudar a explicar a presença da gravidade e a massa de outros modelos elementares. No entanto, a massa do bóson de Higgs permaneceu um mistério, desafiando cálculos exatos, mas aproximadamente igual a 26 gigaeletronvolts ou 133 prótons.
A descoberta da partícula foi necessária para fundamentar a teoria da existência de um determinado campo de Higgs, que, segundo os pressupostos dos físicos, preenche todo o espaço do Universo, é dentro deste campo e devido à interação com ele que todos partículas fundamentais adquirem massa ou permanecem sem peso.
O misterioso bóson foi descoberto por cientistas do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear em 4 de junho de 2012 dentro do Colisor de Hádrons após décadas de intensos experimentos e buscas. A instalação, avaliada em mais de 6 bilhões de dólares, foi localizada em um túnel subterrâneo de 27 quilômetros e consiste em vários anéis e boosters.
O bóson de Higgs em termos simples: claro como duas vezes dois
Por 50 anos, a partícula "efêmera" recebeu grande importância. Sua importância foi considerada tão significativa que, segundo Higgs, sem comprovar a existência do bóson, era impossível interpretar correta e precisamente a teoria da interação de outras partículas elementares entre si. O que é o bóson de Higgs em termos simples? O criador da teoria estava inclinado a defini-la como uma "partícula divina", e o americano e ganhador do Prêmio Nobel Leon Lederman concordou com ele.
Existem vários colisores de hádrons, mas foi o grande que participou dos experimentos de Higgs. Esta configuração é verdadeiramente única.
- o túnel passa sob a França e a Suíça;
- a profundidade do colisor subterrâneo varia de 50 a 175 metros;
- mais de 10 mil cientistas talentosos de cem países, incluindo a Rússia, participaram do projeto;
- o comprimento da parte mais significativa da invenção – o anel de aceleração principal é de 26258 metros;
- o projeto inclui 4 detectores para a carga principal e 3 para a auxiliar;
- a construção foi iniciada em 2001, mas os primeiros projetos foram desenvolvidos já em 1984, e levou cerca de 15 anos para os cálculos finais e preparação da documentação;
- um dos principais instrumentos – um calorímetro eletromagnético – é uma parede de 6 por 7 metros, composta por 3300 blocos;
- O dispositivo recebeu esse nome devido à capacidade de acelerar hádrons – partículas pesadas de quarks.
O principal objetivo da construção da instalação foi confirmar a hipótese e procurar o bóson, mas também é necessário estudar as interações fundamentais entre as partículas.
O bóson de Higgs: palavras simples sobre o complexo
Por que outra razão a pesquisa foi projetada para encontrar o bóson de Higgs necessário? Em palavras simples, a teoria da existência de partículas elementares e sua interação permitiria aos cientistas explicar a chamada teoria do Big Bang, ou seja, não apenas entender o mecanismo do surgimento do Universo a partir de uma molécula, mas também avançar na resolução do problema da existência da antimatéria, que cabe numa pergunta: “se há matéria, então porque não há opostos?
Numerosos experimentos, coroados de sucesso no final, revelaram que, embora o bóson exista, ele é extremamente instável e decai em várias partículas mais estáveis em uma fração de segundo. Mas a probabilidade de que o bóson de Higgs seja apenas uma fantasia é de apenas uma em 3,45 milhões.
Como eles procuraram o bóson de Higgs, vídeo: