Bóson de Higgs: o que é, o que faz, e o que fazer com ele

Publicado em 5.07.2012

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 e quarks, para formar outras partículas. O próton, por exemplo, foi modelado como sendo composto por dois quarks e um anti-quark.

Além dos léptons e quarks, seis de cada, conjuntamente chamados de férmions e que estão envolvidos na formação de partículas, foram propostos quatro bósons, que estariam envolvidos nas interações das forças – a força eletromagnética, que seria intermediada pelos fótons, e as forças nuclear forte, intermediada pelos glúons, e nuclear fraca, intermediada pelos bósons W e Z.

Para completar a família, haveria ainda uma partícula para intermediar a gravidade, o Gráviton (ainda não detectado), e o bóson de Higgs, que não participaria da constituição de nada, mas que seria responsável pela massa das outras partículas.

Bóson ou Campo? Os dois

Cabe aqui uma observação. O bóson de Higgs é o quantum de um campo, chamado campo de Higgs. Em outras palavras, o menor valor de um campo de Higgs é um bóson de Higgs, ou ainda, o campo de Higgs é feito de bósons de Higgs. E onde está este campo? Em todo o universo. Estamos todos mergulhados neste campo, que está em todos os lugares, sem faltar em lugar nenhum.

A interação das partículas com o campo de Higgs é que daria a massa a estas partículas, e não só a elas, mas também aos intermediadores das forças (menos a força eletromagnética, intermediada pelo fóton, que tem massa zero, ou seja, não interage com o campo de Higgs). Sem o campo de Higgs, não haveria massa, não haveriam átomos, não haveriam moléculas, não haveriam planetas, não haveriam estrelas, não haveriam reações químicas, não haveria vida, não haveria eu, nem haveria você.

Voltando ao Modelo Padrão, as partículas fundamentais, todas elas, foram sendo encontradas, uma a uma, nos laboratórios. Só o bóson de Higgs que não. E isto era um problema. Sem encontrar o bóson de Higgs, ninguém sabia exatamente quais as propriedades dele. Algumas propriedades podiam ser previstas, mas outras, não. Ironicamente, a massa do bóson de Higgs era uma das propriedades que não podia ser prevista.

Caçada ao bóson, ou fogos de artifício para Higgs

Os modelos também prediziam uma outra coisa, para que o bóson pudesse ser detectado, seria necessário acertá-lo com uma cacetada de energia. Mais precisamente, com uma martelada maior que 1,4 TeV (tera elétron-volts), ou 10¹² elétron-volts. Parece bastante energia, mas só no mundo microscópico. Você vai precisar 100.000.000 TeV para acender uma lâmpada de 100W por um segundo. Ou, dito de outra forma, um mosquito voando tem 1 TeV. Só que um mosquito tem muitos, mas muitos prótons. Se você der esta energia toda para um só próton, e fizer ele bater de frente com outro próton que tenha também 1 TeV, o impacto vai destruir os dois prótons em uma chuva de partículas menores.

Entra em cena o LHC (Grande Colisor de Hádrons). Ele foi feito para colidir prótons com 7 TeV, ou seja, 5 vezes o valor mínimo teórico. Só que ele estava operando em 4 TeV, que não é sua capacidade plena, mas ainda é o suficiente para criar colisões interessantes. Dois anos colidindo partículas, e hoje temos o anúncio feito por duas das equipes do LHC de que eles tem 99,9% de certeza que descobriram uma nova partícula que tem todo o jeito de ser o bóson de Higgs.

Rescaldo, perspectivas

E agora, o que vai acontecer? Para que será usado o bóson de Higgs? Muita coisa, começando pela física teórica. A descoberta desta partícula a deixa à disposição dos cientistas para análise de suas propriedades. Já sabemos, por exemplo, que o bóson de Higgs tem massa de aproximadamente 133 prótons, ou 125 GeV/c² (sim, a massa está sendo expressa em termos de energia dividida pela velocidade da luz ao quadrado, m = E/c²), e este é só o começo.

O que mais dá para fazer com o bóson de Higgs, além de entender a natureza e o universo em um nível realmente profundo? Nada mais. Talvez da tecnologia usada para encontrar o bóson saia alguma coisa para o cidadão comum, mas o objetivo nunca foi este: sempre foi responder a perguntas essencias, como “do que é feito o universo”. O conhecimento é, sem sombra de dúvida, a maior aventura humana, e a descoberta do bóson de Higgs é parte desta aventura.[Wired, Reuters, CERN, Terra Notícias, Ceticismo.net, Superinteressante]

Autor: Cesar Grossmann

Formado em Engenharia Elétrica, é funcionário público, gosta de xadrez e fotografia. Apesar de se definir como "geek", não tem um smartphone, e usa uma câmera fotográfica com filme (além da digital).

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23 Comentários

  1. Se o boson de Higgs realmente for a ultima particula da materia isso vai possibilitar por exemplo a criação do sintetizador de alimentos uma vez que será possivel destrinchar qualquer materia e remolda-la conforme a necessidade. Talvez ajude tambem na miniaturização ou expansão de seres e objetos. transformação de chumbo em ouro com uso de menos energia atraves de novos processos tambem. Enfim coisas que nem imaginamos

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  2. Se um dia forem criados o anti Bosão de Iggs e os respectivos anti bosões complementares, poderá ser possivel anular a gravidade (controlada é claro)de um avião ou nave voadora.Assim que a altitude desejada fosse alcançada, seria acionado um motor para permitir á nave poder voar. Seria poupada consideravel energia. Claro que a própria matéria da nave teria que ser alterada ou drogada com anti bosões.Isto é uma humilde ideia ainda distante, mas Julles Verne tambem foi considerado doido.Fernando.

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    • por que? como?

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  3. Sou apenas mais uma criatura do criador, pois tudo que existe tem que ter um criador, como toda obra de arte um artista e quanto maior a beleza o grau de dificuldade que vemos ao analisar a obra de arte mais incutimos valor ao artista que a confeccionou,, assim tem que ser.. por isto adoro a DEUS , pois vejo que tudo que ele criou é de magnifica beleza, grandeza, inteligencia e de grau de dificuldade infinita…*

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  4. Continuo acreditando na grande caminhada humana, rumo a procura de respostas para o improvável. Assim foi em todas as épocas, e continuará indefinidamente. Sempre haverá perguntas e a curiosidade humana estará procurando as respostas.

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  5. Karcaráááá…

    Se há toda essa resposta elaborada, é bom ligarem pro LHC, antes que eles percam os próximos 4 anos tentando elucidar as características desta nova partícula que descobriram!

    Aliás, telefone já prá eles. Na atual crise européia, talvez o LHC não tenha tempo de processar dados, pois poderá ser fechado antes que termine.

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  6. É uma contradição de termos e de conceitos.

    O materialismo científico (do século 19) “crê” naquilo que se entendia como “o demônio de Laplace”, ou seja, “…de posse de todas as variáveis que determinam o estado do universo em um instante t, ele pode prever o seu estado no instante t’ > t …”.

    Na wikipédia (verbete Laplace), temos:

    “…Nós podemos tomar o estado presente do universo como o efeito do seu passado e a causa do seu futuro. Um intelecto que, em dado momento, conhecesse todas as forças que dirigem a natureza e todas as posições de todos os itens dos quais a natureza é composta, se este intelecto também fosse vasto o suficiente para analisar essas informações, compreenderia numa única fórmula os movimentos dos maiores corpos do universo e os do menor átomo; para tal intelecto nada seria incerto e o futuro, assim como o passado, seria presente perante seus olhos…”

    No entanto, dizem (?) que tal “demônio” foi “excomungado” do consenso do establisment científicista, ultrapassado pelas descobertas da Cosmologia contemporânea e pelo modelo-padrão que, em resumo, defende a ideia de que nos limites da Natureza (o microcosmo e o macrocosmo) predomina o CAOS e é “O” NADA ABSOLUTO…(outra contradição, pois onde há nada, não há caos, pois o caos é uma forma de ser).

    Taí: uma mixórdia de materialismo (racionalista) e caoticismo (irracionalista).

    Isso é século XXI!!!

    Charles Manson cunhou uma frase lapidar que pode ser aplicado a nós: “…Hoje em dia todo mundo é louco…”. Essa é uma consequencia do materialismo caoticista!

    Agora temos o bóson dos bósons.
    Não me admira que muita gente acredite que a Física, achando seu “santo Graal” das partículas, encerrou seus trabalhos de descobertas. E que ao mesmo tempo, diga que não acabou!!!

    No entanto, basta, agora, “cozinhar” fórmulas físico-matemáticas no “escaninho” de mainframes equipados com software “inteligente e senciente” e…voilá…não precisaremos mais de “gente” trabalhando na compreensão do virá após o bóson de Higgs.

    Essa é outra consequencia do ideário materialista caoticista: o pós-humano, pois o humano tá ultrapassado também…rsrsrsrsrs

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    • já li um pouco sobre o graviton, acho q se ele for descoberto e suas propriedades peculiares forem comprovadas ai sim a ciência vai tr um novíssimo desafio pela frente.

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  7. mas agora eu fiquei confuso, pq eu sempre aprendi que o fóton tem massa, tanto que sua trajetória é afetada pela gravidade, e no texto diz que o fóton não tem massa e não é afetado pela gravidade.

    Se alguém poder me responder ficarei grato.

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    • Pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, a gravidade é uma distorção na geometria do espaço (e do tempo). A luz muda a sua trajetória não porque é “atraída” pela massa em questão, mas porque o espaço é “curvo” naquela região. Da mesma forma, segundo a teoria, os planetas giram em torno do Sol porque esse é o equivalente do movimento retilíneo uniforme num espaço curvado.

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  8. eu tenho duas perguntas:
    1 – aonde vai parar a teoria das cordas agora com o boson de higgs?
    2 – será mesmo q nao existem particulas mais internas dentro do boson de higgs?

    Faço essas duas perguntas pq a ciencia humana é muito movel. uma hora achamos a criação do universo, outra achamos a criação do universo…a verdade é q tanto eu, quanto vc, nao cremos mais tanto na ciencia como ha algumas decadas atrás.

    e na boa, essa divisao de luz e massa…hummm

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  9. Feliz vai se o dia que (se) conseguirem manipular esse tal de Higgs, o que permite manipular a massa das coisas e talvez facilite infinitamente o transporte (sem massa, sem inercia, sem energia empregada em movimento!).

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  10. Maravilhosa descoberta!
    Estou acompanhando com grande interesse essa maravilhosa descoberta feita por nossos Iluminados Cientistas!
    Meus parabéns a toda Equipe de Físicos envolvida na descoberta
    do Bóson de Higgs!

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  11. Otimo artigo. A descoberta tera grande utilidade para toda a humanidade afinal descobrimos do que somos feitos, agora conhecemos nossos tijolos. Tudo abre caminho para uma grande evolucao tecnologica, uma teoria geral que explique a fisica como um todo, manipulacao do espaco-tempo, gravidade e uma nova concepcao de energia abundante e gratuita, tambem surge neste momento uma nova especialidade academica – a engenharia quantica, que possibilitara a criacao de novos materiais. Certamente novos modelos de meios transporte sugirao, possibilidade de viajar pelas estrelas, novas formas de comunicacao, certamente o fim da escassez de recursos naturais, fim da escassez de alimentos, quem sabe isso abra caminho para um novo mundo em que todos possam viver com dignidade. Utopia ou realidade? Esperamos que seja realidade.

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  12. Acredito que essa descoberta influenciará toda a humanidade. Quanto mais o homem expande sua cognição, mais coisas, há pouco tempo impensáveis, ele é capaz de construir. Sou muito grato por vivenciar esse momento histórico da Ciência.

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  13. ainda bem que temos gênios humanos, que acabam com algumas teorias chulas que vêm sendo-nos impostas através dos tempos.

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    • Se eu entendi o que vc quis dizer. Uma coisa, de fato, nao exclui a outra.

      Dica de Leitura: Mente em Equilibrio (B Allan Wallace)

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    • As teorias chulas acabaram faz uns 300 anos, desde que Sir Francis Bacon escreveu o “Novum Organon”, e Galileu Galilei realizou experimentos de mecânica, entre outros.

  14. Muito boa elucidação!
    Parece que os físicos estão virando “meta-físicos”, ao alcançarem o limiar daquilo que dá base (massa) aos fenômenos observáveis por nossos 5 sentidos.

    Por um lado, encerra o “materialismo” caoticista na Ciência. Por outro, inaugura uma nova e mais profunda maneira de enxergar (?) a realidade.

    Que seja essa descoberta apenas a primeira desse “novo” (?) Universo.

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    • Sacanagem! Meu comentário saiu no lugar errado e eu não consigo apagá-lo!
      Vou tentar repetí-lo aqui mesmo:

      “…É uma contradição de termos e de conceitos.

      O materialismo científico (do século 19) “crê” naquilo que se entendia como “o demônio de Laplace”, ou seja, “…de posse de todas as variáveis que determinam o estado do universo em um instante t, ele pode prever o seu estado no instante t’ > t …”.

      Na wikipédia (verbete Laplace), temos:

      “…Nós podemos tomar o estado presente do universo como o efeito do seu passado e a causa do seu futuro. Um intelecto que, em dado momento, conhecesse todas as forças que dirigem a natureza e todas as posições de todos os itens dos quais a natureza é composta, se este intelecto também fosse vasto o suficiente para analisar essas informações, compreenderia numa única fórmula os movimentos dos maiores corpos do universo e os do menor átomo; para tal intelecto nada seria incerto e o futuro, assim como o passado, seria presente perante seus olhos…”

      No entanto, dizem (?) que tal “demônio” foi “excomungado” do consenso do establisment científicista, ultrapassado pelas descobertas da Cosmologia contemporânea e pelo modelo-padrão que, em resumo, defende a ideia de que nos limites da Natureza (o microcosmo e o macrocosmo) predomina o CAOS e é “O” NADA ABSOLUTO…(outra contradição, pois onde há nada, não há caos, pois o caos é uma forma de ser).

      Taí: uma mixórdia de materialismo (racionalista) e caoticismo (irracionalista).

      Isso é século XXI!!!

      Charles Manson cunhou uma frase lapidar que pode ser aplicado a nós: “…Hoje em dia todo mundo é louco…”. Essa é uma consequencia do materialismo caoticista!

      Agora temos o bóson dos bósons.
      Não me admira que muita gente acredite que a Física, achando seu “santo Graal” das partículas, encerrou seus trabalhos de descobertas. E que ao mesmo tempo, diga que não acabou!!!

      No entanto, basta, agora, “cozinhar” fórmulas físico-matemáticas no “escaninho” de mainframes equipados com software “inteligente e senciente” e…voilá…não precisaremos mais de “gente” trabalhando na compreensão do virá após o bóson de Higgs.

      Essa é outra consequencia do ideário materialista caoticista: o pós-humano, pois o humano tá ultrapassado também…rsrsrsrsrs…”

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