Não, não o Higgs, mas este gráfico captura traços de colisões próton-próton. (E ei, Isso parece legal, também.) Fabrice Coffrini / AFP / Getty Images Em julho de 2012, o mundo inteiro ficou cara a cara com o bóson de Higgs:um brilhante, pouca luz que dançava em nossas telas como a Tinker Bell. Esperar, isso não está certo.
Enquanto os físicos pulavam de alegria para "ver" o bóson de Higgs - aquela partícula indescritível que compõe o campo de Higgs, o que permite que as partículas ganhem massa - a verdade é que eles viram um monte de números, gráficos e dados gerais que lhes disseram que o bóson de Higgs foi detectado. E mesmo dizer que foi "detectado" merece alguma explicação.
Como reportado, os dados coletados estavam em níveis de certeza de 5 sigma. Você deve ter ouvido que "5-sigma" indicava que havia uma chance em 3,5 milhões de o famoso bóson não existir. Mas não tão rápido. Tal como acontece com muitas notícias de física, é mais complicado do que isso. O nível de confiança de cinco sigma na verdade significava que havia uma chance em 3,5 milhões de que, mesmo que nenhuma partícula de Higgs existisse, A equipe do CERN teria visto os mesmos resultados. Em outras palavras, há uma chance em 3,5 milhões de que um experimento para encontrar o Higgs produza resultados que parecem confirmá-lo, mesmo que tal partícula não existisse.
Portanto, se os cientistas do CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) não esperavam ver algo que se assemelhasse a um adereço em uma produção teatral de "Peter Pan, "o que eles estavam procurando? Por um longo tempo, os físicos ficaram intrigados com o fato de partículas como elétrons e quarks terem massa. Eles não estavam envergonhando o corpo dos pequeninos que formam átomos e moléculas; o problema era que suas representações matemáticas de um universo simétrico realmente não funcionavam, a menos que as partículas não tivessem massa [fonte:Greene].
Peter Higgs e alguns de seus colegas físicos tiveram uma ideia. Em vez de tentar descobrir como todas essas equações podem ser modificadas e projetadas para trabalhar com partículas carregadas de massa, por que não manter a matemática e adicionar a suposição de que as partículas estão operando em um campo que exerce um arrasto sobre elas? Se for esse o caso, podemos encontrar uma substância neste "campo" que adiciona massa a uma partícula criando resistência. Imagine uma mosca voando pelo ar; está passando muito bem até encontrar um forte vento contrário. De repente, nosso veloz, a pequena mosca parece muito pesada. O mesmo aconteceria com nossas partículas quando se arrastassem pelo campo de Higgs.
Claro, os físicos não estavam exatamente procurando por algum tipo de xarope de bordo universal em que todos nós nadávamos sem perceber. Em vez disso, eles estavam procurando por partículas que pudessem constituir um campo de Higgs, e pensaram que sua busca poderia ter sucesso se pudessem recriar as condições logo após o Big Bang. Nessas condições, podemos ver como coisas como quarks e léptons voam e se algo como o bóson de Higgs também foi criado para fornecer a massa que permite que eles se aglutinem em partículas compostas como prótons [fonte:STFC].
O Large Hadron Collider é como uma pista da NASCAR para enxames de prótons em corrida (e alguns íons pesados, também). Esses prótons voam em direções opostas em torno do círculo de quase 17 milhas (27 quilômetros) e se chocam milhões de vezes por segundo [fonte:Greene]. Quando eles colidem, as partículas compostas se espalham em suas partes menores - quarks e léptons. A energia que é criada pode nos permitir ver realmente, partículas realmente pesadas criadas na colisão.
É aqui que começamos a "ver" coisas como o bóson de Higgs. Os detectores do LHC medem a energia e a carga das partículas que fogem das colisões de prótons. Os detectores não são violetas encolhíveis - o maior deles no LHC tem 25 metros de altura e largura igual. Eles precisam ser tão grandes porque ímãs gigantescos são usados para curvar o caminho das partículas
Se curvarmos o caminho das partículas dentro de um campo magnético, podemos ver como eles reagem de forma diferente - alguns com um momento muito alto ainda vão em linha reta, aqueles com menor impulso irão espiralar fortemente [fonte:CERN]. Portanto, o momentum é uma informação útil que pesquisadores e físicos podem estudar ao tentar descobrir a identidade de uma partícula em particular.
Dispositivos de rastreamento em detectores são úteis, também. Um dispositivo de rastreamento registra sinais eletrônicos que as partículas deixam para trás enquanto passam zunindo pelo detector, o que, por sua vez, permite que um computador faça uma representação gráfica do caminho da partícula.
Calorímetros dentro dos detectores também ajudam na identificação. Um calorímetro mede a energia que a partícula perde após a colisão, e ele absorve as partículas dentro do detector. Os físicos podem então estudar a radiação emitida pelas partículas, o que os ajuda a determinar alguns identificadores mais exclusivos para partículas específicas [fonte:CERN].
Então, como é o bóson de Higgs? Nós vamos, odeio desapontar, mas a questão toda é que não podemos ver isso. É uma pequena partícula, cara. Não seja louco. O que vemos em vez disso é, Nós vamos, gráficos. E dados. Todos aqueles dados barulhentos detalhando o caminho das partículas, energia, produtos de decomposição e mais foram varridos nos detectores e sintetizados no frio, números rígidos. Esses números indicam que um "excesso de eventos" ocorreu, indicando a existência de Higgs [fonte:CERN].
Agora não fique muito desapontado. O pessoal simpático do CERN sabe o que queremos:belas fotos que mostram uma representação do bóson de Higgs. Se você quiser ver uma simulação gráfica das colisões, verifique o site do CERN para algumas representações (muito satisfatórias) de como Higgs "se parece" em ação [fonte:CERN].
Ao imaginar o Higgs, Eu acho que é justo dizer que eu praticamente imagino uma gota de xarope de bordo que compõe o campo de Higgs xaroposo. Não é preciso, mas me faz pensar muito sobre a física de partículas tomando café da manhã todo fim de semana.
