p Houve muita empolgação quando o bóson de Higgs foi avistado pela primeira vez em 2012 - uma descoberta que rendeu o Prêmio Nobel de Física em 2013. A partícula completou o chamado modelo padrão, nossa melhor teoria atual de compreensão da natureza no nível das partículas. p Agora, os cientistas do Large Hadron Collider (LHC) no Cern pensam que podem ter visto outra partícula, detectado como um pico em uma determinada energia nos dados, embora a descoberta ainda não tenha sido confirmada. Novamente, há muita empolgação entre os físicos de partículas, mas desta vez está misturado com uma sensação de ansiedade. Ao contrário da partícula de Higgs, que confirmou nossa compreensão da realidade física, esta nova partícula parece ameaçá-lo.

p O novo resultado - que consiste em um aumento misterioso nos dados de 28 GeV (uma unidade de energia) - foi publicado como uma pré-impressão em ArXiv . Ainda não está em um periódico revisado por pares - mas isso não é um grande problema. As colaborações do LHC têm procedimentos de revisão interna muito rígidos, e podemos ter certeza de que os autores fizeram as somas corretamente quando relataram uma "significância de desvio padrão de 4,2". Isso significa que a probabilidade de obter um pico tão grande por acaso - criado por ruído aleatório nos dados em vez de uma partícula real - é de apenas 0,0013%. Isso é minúsculo - 13 em um milhão. Portanto, parece que deve ser um evento real, em vez de um ruído aleatório - mas ninguém abriu o champanhe ainda.

p O que dizem os dados

p Muitos experimentos do LHC, que quebram feixes de prótons (partículas no núcleo atômico) juntos, encontrar evidências de partículas novas e exóticas, procurando por um acúmulo incomum de partículas conhecidas, como fótons (partículas de luz) ou elétrons. Isso porque as partículas pesadas e "invisíveis" como o Higgs costumam ser instáveis ​​e tendem a se fragmentar (decair) em partículas mais leves que são mais fáceis de detectar. Podemos, portanto, procurar essas partículas em dados experimentais para descobrir se são o resultado de um decaimento de partículas mais pesado. O LHC encontrou muitas novas partículas por meio de tais técnicas, e todos eles se encaixam no modelo padrão.

p A nova descoberta vem de um experimento envolvendo o detector CMS, que registrou uma série de pares de múons - partículas bem conhecidas e facilmente identificadas que são semelhantes aos elétrons, mas mais pesado. Ele analisou suas energias e direções e perguntou:se este par veio da decadência de uma única partícula parental, qual seria a massa desse pai?

p Na maioria dos casos, pares de múons vêm de fontes diferentes - originando-se de dois eventos diferentes, e não do decaimento de uma partícula. Se você tentar calcular uma massa parental em tais casos, ela se espalharia por uma ampla gama de energias ao invés de criar um pico estreito especificamente em 28GeV (ou alguma outra energia) nos dados. Mas, neste caso, certamente parece que há um pico. Possivelmente. Você pode olhar para a figura e julgar por si mesmo.

p Este é um pico real ou é apenas uma flutuação estatística devido à dispersão aleatória dos pontos sobre o fundo (a curva tracejada)? Se for real, isso significa que alguns desses pares de múons realmente vieram de apenas uma grande partícula pai que decaiu ao emitir múons - e nenhuma partícula de 28 GeV jamais foi vista antes.

p Então, tudo parece bastante intrigante, mas, a história nos ensinou cautela. Efeitos tão significativos apareceram no passado, apenas para desaparecer quando mais dados forem coletados. A anomalia Digamma (750) é um exemplo recente de uma longa sucessão de alarmes falsos - "descobertas" espúrias devido a falhas no equipamento, análise excessivamente entusiástica ou apenas azar.

p Isso se deve em parte a algo chamado de "efeito olhar para outro lugar":embora a probabilidade de ruído aleatório produzir um pico se você olhar especificamente para um valor de 28 GeV possa ser 13 em um milhão, tal ruído pode dar um pico em algum outro lugar da trama, talvez em 29GeV ou 16GeV. As probabilidades de serem devidos ao acaso também são mínimas quando consideradas, respectivamente, mas a soma dessas pequenas probabilidades não é tão pequena (embora ainda seja muito pequena). Isso significa que não é impossível que um pico seja criado por ruído aleatório.

p E existem alguns aspectos intrigantes. Por exemplo, a colisão apareceu em uma execução do LHC, mas não em outra, quando a energia foi duplicada. Seria de se esperar que qualquer novo fenômeno se tornasse maior quando a energia fosse mais alta. Pode ser que haja razões para isso, mas no momento é um fato incômodo.

p Nova realidade física?

p A teoria é ainda mais incongruente. Assim como os físicos de partículas experimentais gastam seu tempo procurando por novas partículas, teóricos gastam seu tempo pensando em novas partículas que faria sentido procurar:partículas que preencheriam as peças que faltam no modelo padrão, ou explicar a matéria escura (um tipo de matéria invisível), ou ambos. Mas ninguém sugeriu algo assim.

p Por exemplo, os teóricos sugerem que poderíamos encontrar uma versão mais leve da partícula de Higgs. Mas qualquer coisa desse tipo não se decompõe em múons. Um bóson Z leve ou um fóton pesado também foram falados, mas eles interagiriam com os elétrons. Isso significa que provavelmente já deveríamos tê-los descoberto, pois os elétrons são fáceis de detectar. A nova partícula potencial não corresponde às propriedades de nenhuma das propostas.

p Se esta partícula realmente existe, então não está apenas fora do modelo padrão, mas fora dele de uma forma que ninguém previu. Assim como a gravidade newtoniana deu lugar à relatividade geral de Einstein, o modelo padrão será substituído. Mas a substituição não será nenhum dos candidatos favorecidos que já foi proposto para estender o modelo padrão:incluindo supersimetria, dimensões extras e teorias da grande unificação. Todos estes propõem novas partículas, mas nenhum com propriedades como a que acabamos de ver. Terá que ser algo tão estranho que ninguém sugeriu ainda.

p Felizmente, o outro grande experimento do LHC, ATLAS, tem dados semelhantes de seus experimentos. A equipe ainda está analisando, e apresentará um relatório no devido tempo. A experiência cínica diz que eles reportarão um sinal nulo, e este resultado entrará na galeria das flutuações estatísticas. Mas talvez - apenas talvez - eles verão algo. E então a vida para experimentalistas e teóricos ficará repentinamente muito ocupada e muito interessante. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.