Após muitos anos de preparativos, o CERN aprovou um novo experimento:o Search for Hidden Particles (SHiP). O físico Alexey Boyarsky esteve envolvido desde o início. "Sabemos que falta física e pretendemos encontrá-la."



“Em última análise, tentamos capturar todo o universo numa única teoria”, diz Boyarsky, que é professor de física teórica no Instituto de Física de Leiden. “O Modelo Padrão parecia ser apenas isso, mas sempre faltava alguma coisa. Com a descoberta do bóson de Higgs em 2012, pensamos que o modelo estava completo”, diz ele. "Mas então percebemos que não poderia ser."

"Essa história começou em 2006, quando éramos alguns teóricos com uma ideia. Em 2013, tínhamos 16 anos e publicamos uma carta de intenções. Agora é uma colaboração entre 54 institutos em 18 países. Em Leiden, muitos pesquisadores já estudaram o teoria por trás do SHiP e até o promoveu."

"Veja, observamos coisas que deveriam ser impossíveis de acordo com o Modelo Padrão. Isso não é algo que você possa ignorar." Três mistérios prevalecem, explica Boyarski. "Nosso primeiro mistério é bem conhecido:a matéria escura. Em segundo lugar, aprendemos que os neutrinos têm massa, embora não devessem. E, finalmente, há muito mais matéria regular do que antimatéria, embora esperemos que haja uma quantidade igual de qualquer uma delas. "

Isso significa que deve haver uma nova física que ainda será descoberta, segundo o professor. "Podem ser apenas algumas partículas novas. Mas também pode ser algo inovador que nos obriga a repensar os conceitos básicos da física."

Construindo um detector gigante de neutrinos

Durante décadas, a abordagem para encontrar novas partículas tem sido construir aceleradores de partículas cada vez maiores, como o Grande Colisor de Hádrons do CERN. São necessários muitos anos e recursos para construir essas máquinas, mas até agora sem nenhum sinal da falta de física que Boyarsky está perseguindo. “Existe outro tipo de experimento que poderia nos dar as respostas que procuramos, mas nunca foi realizado.”

As instalações existentes concentram-se no que é chamado de fronteira energética. Isto é para partículas relativamente pesadas e de vida curta. Você os colide em alta velocidade e eles se decompõem em outras partículas. Boyarsky e seus colegas propõem explorar a fronteira de intensidade. A esperança é observar partículas mais raras e leves, que quase não interagem com nada. "Acredito que temos chances iguais de encontrar a física que falta em cada uma dessas fronteiras."

O novo detector usará um feixe de prótons de uma instalação existente no CERN e o colidirá com um alvo especialmente projetado. "Isso produz muitas partículas. As conhecidas serão filtradas e veremos o que resta. Esperançosamente, novas partículas", diz Boyarsky. "Nosso desafio agora é começar a construir o mais rápido possível. Só poderemos fazer isso quando a instalação atual for fechada entre os ciclos. A próxima oportunidade é em 2026. Se a perdermos, teremos que esperar mais seis anos."

"Tenho a sorte de trabalhar em muitos projetos interessantes. Mas este é definitivamente um dos momentos mais importantes da minha carreira."

Fornecido pela Universidade de Leiden