16 abril 2008

Physics News Update nº 861

O Boletim de Notícias da Física do Instituto Americano de Física, número 861, de 15 de abril de 2008 por Phillip F. Schewe e Jason S. Bardi.
PHYSICS NEWS UPDATE

DECOBRIR O BOSON DE HIGGS

é a tarefa imperativa para os dois mais poderosos aceleradores de partículas jamais construídos — o Tevatron, atualmente atingindo o pico de sua performance que já dura décadas, e o Large Hadron Collider (LHC) [Grande Colisor de Hádrons] no CERN, onde os feixes circularão pela primeira vez, ao longo de seu percurso de 27 km, nos próximos poucos meses. O Higgs ainda não foi descoberto, mas, no encontro desta semana da American Physical Society (APS) [Sociedade Americana de Física] em St. Louis dúzias de palestras se referiram ao estágio da busca pelo Higgs.

Por que o Higgs é tão importante? Porque se acredita que ele preenche todo o vácuo do universo; não para, como se pensava do velho æther, dar uma base material para a propagação das ondas eletromagnéticas, mas para interagir com as partículas e dar-lhes massa. Os efeitos do Higgs usualmente ficam escondidos no vácuo, porém, se concentrarmos suficiente energia em um pequeno volume de espaço — no ponto onde duas partículas energéticas colidem — então o Higgs pode ser transformado em uma partícula real cuja existência pode ser detectada.

Cálculos teóricos, com base no Modelo Padrão da física de partículas combinado com experiências anteriores, servem para estabelecer a possível faixa de massas para a partícula de Higgs. Atualmente se acredita que esta massa seja maior do que 114 GeV mas menor do que cerca de 190 GeV.

O Tevatron fornece energia mais do que suficiente para criar uma partícula dentro dessa faixa. O principal problema, então, é a luminosidade ou a densidade do feixe de partículas colididas por segundo. O Tevatron recentemente estabeleceu um recorde de alta luminosidade: 3,1 x 10³² por cm² por segundo.

Com o que se pareceria um "evento Higgs"? Um dos palestrantes no encontro, Brian Winer (Ohio State), declarou que o "evento mais parecido com um evento-Higgs" já observado até hoje naquele (se supõe) de uma colisão próton-antipróton, no Tevatron, que criou uma bola de fogo que então decaiu em um bóson W (um vetor da força nuclear fraca) e uma partícula de Higgs. O Higgs, por sua vez, rapidamente decaiu em um par de quarks bottom-antibottom cuja massa combinada chegava a 120 GeV. Por si só, um tal evento não constitui uma descoberta. A observação bem sucedida do Higgs envolve a descoberta de um inventário de eventos candidatos substancialmente maior do que o número de efeitos de fundo esperados em colisões que não produzem uma partícula de Higgs, mas que imitam algumas de suas características.

O tempo (e a luminosidade) dirão se o Tevatron acumula um número suficiente de eventos "candidatos a Higgs" para que se possa estabelecer uma "descoberta" estatisticamente satisfatória. Um dos físicos do Tevatron, Dmitri Denisov, fez uma sumário do provável estado de coisas quando as experiências (os grupos de detecção CDF e D0) começarem a divulgar os resultados no ano de 2010. A luminosidade, disse ele, seria provavelmente o dobro da atual e que teriam sido analisados de 4 a 8 vezes mais dados do que os disponíveis hoje.

O Higgs, se ele existir, deve aparecer abundantemente no LHC, onde a energia de colisão é muito mais alta do que no Tevatron. Abraham Seiden da UC Santa Cruz, apresentou um sumário da situação atual no LHC. No laboratório do CERN os cientistas estão, agora, resfriando os magnetos que guiarão os prótons em suas trajetórias adequadas, até as temperaturas próximas do zero absoluto necessárias para o funcionamento em modo supercondutor. Embora projetado para produzir feixes de prótons de 7 TeV, o acelerador vai, inicialmente, manter uma energia mais conservadora, na faixa de 5 TeV. Quanto ao calendário atual, Seiden citou um recente relatório do CERN que especifica que a máquina será resfriada em meados de junho e ficará pronta para fazer circular os feixes em torno dos anéis, e agosto como a data quando começarão a acontecer as reais colisões de partículas.

No entanto, vários cientistas presentes ao encontro, quando inquiridos, se mostraram algo céticos sobre a factibilidade desse calendário. No tocante às perspectivas de descobertas no LHC nos anos vindouros, Seiden declarou que se pode esperar encontrar provas de uma partícula supersimétrica (uma de uma grande família de partículas hipotéticas) até 2009, enquanto que a descoberta do Higgs pode ser possível até 2010.

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PHYSICS NEWS UPDATE é um resumo de notícias sobre física que aparecem em convenções de física, publicações de física e outras fontes de notícias. É fornecida de graça, como um meio de disseminar informações acerca da física e dos físicos. Por isso, sinta-se à vontade para publicá-la, se quiser, onde outros possam ler, desde que conceda o crédito ao AIP (American Institute of Physics = Instituto Americano de Física). O boletim Physics News Update é publicado, mais ou menos, uma vez por semana.

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Como divulgado no numero anterior, este boletim é traduzido por um curioso, com um domínio apenas razoável de inglês e menos ainda de física. Correções são bem-vindas.

2 comentários:

OK disse...

Oi João, o LDC convida o Chi Vó Non Pó a se cadastrar no Anel de Blogs Científicos.
http://dfm.ffclrp.usp.br/ldc/index.php/anel-de-blogs-cientificos

Um abraço!

Osame

João Carlos disse...

Convite aceito, com muita honra!