Nobel de Física de 2013 premia descoberta da ‘partícula de Deus’

Nobel de Física de 2013 premia descoberta da ‘partícula de Deus’

  • O belga François Englert e o britânico Peter Higgs ganham o prêmio por causa da teoria que explica como as partículas adquirem massa

O prêmio Nobel de Física de 2013 é concedido a Peter Higgs e Francois Englert Erik Martensson / AP

ESTOCOLMO – Uma das mais importantes descobertas da ciência desde a Teoria da Relatividade, de Albert Einstein, rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2013 para o belga François Englert, de 80 anos, e o britânico Peter Higgs, 84. Em trabalhos independentes, eles propuseram em 1964 a teoria que explica como as partículas adquirem massa, num processo que pode ser explicado pela existência do bóson de Higgs.

Apelidada “partícula de Deus”, o bóson de Higgs era a peça que faltava para legitimar o Modelo-Padrão da Física. Segundo esta teoria, formulada nos anos 1960, o Universo é composto de 32 elementos fundamentais. O bóson de Higgs era o único desses elementos cuja existência fora inferida, mas nunca comprovada.

Em 1964, três estudos independentes propuseram a existência do bóson como o responsável por dotar de massa todas as demais partículas. O primeiro foi de Higgs, o segundo de Englert e Robert Brout, que morreu em 2011. Houve ainda um terceiro estudo, mas que só veio depois e acabou excluído da premiação anunciada ontem.

A comprovação da existência da partícula só veio em julho do ano passado, no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern). Nele fica o Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), provavelmente o maior e mais complexo equipamento já construído na História. Dois grupos de pesquisa, o CMS e o Atlas, analisam a colisão de 40 milhões de partículas por segundo em um túnel circular de 27 quilômetros de comprimento.

Os mais de 6 mil pesquisadores envolvidos com o LHC usam aceleradores para chocar feixes de matéria. O próton é acelerado a 99,9999991% da velocidade da luz, conferindo-lhe uma grande quantidade de energia. Quando os prótons se chocam, o excedente de energia é dissipado na forma de partículas subatômicas, que são observadas por detectores, entre elas o bóson.

Segundo o professor de física Alberto Santoro, da Uerj, a “varredura” das regiões em que o bóson de Higgs poderia ser descoberto durou quase dois anos.

— Analisamos mais de 10 trilhões de colisões até encontrá-lo — lembra o pesquisador, integrante da equipe brasileira envolvida no experimento CMS.

Novos estudos em 2015

O LHC passa agora por um upgrade e, até 2015, promoverá colisões de partículas com quase o dobro de energia. Espera-se que, a partir de então, seria possível simular a formação do Universo, 13,82 milhões de anos atrás.

— Identificar o bóson de Higgs no LHC foi como encontrar uma agulha em um palheiro. Agora, vamos aumentar este palheiro, ou seja, aumentar a aceleração das partículas — revela José Manoel Seixas, professor do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe/UFRJ e um dos coordenadores do grupo brasileiro do experimento Atlas. — Desta forma, poderemos analisar outras interações da matéria.

A partícula de Higgs foi encontrada, mas o homem que a descreveu sumiu ontem. Os organizadores do Prêmio Nobel não conseguiram entrar em contato com o cientista. Segundo um amigo dele, o também físico Alan Walker, Higgs viajou sem dizer o seu destino. Como ele não usa celular ou computador, talvez, segundo Walker, ele ainda não saiba que ganhou o prêmio.

Precavido, Higgs, antes de desaparecer — e do resultado do prêmio — deixou uma nota, divulgada ontem pela Universidade de Edimburgo, da qual é professor emérito: “Estou extremamente honrado por receber este prêmio e agradeço à Academia Real das Ciências da Suécia”.

Englebert, por sua vez, afirmou não saber o que fará com o prêmio de oito milhões de coroas suecas (R$ 2,7 milhões), que dividirá com Higgs.

— Não é desagradável receber o Nobel — brincou, em entrevista por telefone durante a premiação. — Ainda há questões muito importantes que precisam ser respondidas na física de partículas.

O modelo só descreve a matéria visível, o que corresponde a 20% da massa do Universo. O resto é matéria escura, um campo ainda pouco estudado. Sabe-se que ela evitaria a separação das galáxias. Os pesquisadores esperam que a partícula de Higgs estabeleça o contato entre as duas matérias. A hipótese será analisada nos novos estudos com o LHC.

Renato Grandelle (Email · Facebook · Twitter)

Publicado:8/10/13 – 8h44

Atualizado:8/10/13 – 20h11

O que afinal é o Bóson de Higgs?

DENNIS OVERBYE do The New York Times (Email)

Física de Alta Energia não é algo normalmente associado à cultura pop, mas o gigantesco equipamento de acelerador de partículas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern), onde os físicos recentemente descobriram o que pode ser o Bóson de Higgs, ganhou os holofotes nos últimos tempos.

Primeiro, ele foi a origem da antimatéria que ia explodir o Vaticano no filme e livro “Anjos e Demônios”. Em seguida, ele iria destruir o mundo, como críticos chegaram a alegar, afirmando que o experimento de alta energia poderia criar um mini buraco negro que poderia se expandir e acabar engolindo a Terra. Artistas, particularmente fotógrafos, descobriram a beleza da escala gigantesca do colisor, e fizeram trabalhos artísticos inspirados nele.

Uma pequena indústria se desenvolveu explicando sobre a busca do colisor de partícula com o nome folclórico do bóson de Higgs, o que poderia explicar por que as coisas no universo têm massa. No último inverno, Lisa Randall, uma pesquisadora proeminente de Harvard, sentou-se comigo para falar sobre essa missão. Tudo o que ela disse ainda é verdade.

Pergunta: Em 1993, o Congresso dos Estados Unidos cancelou o programa de um colisor maior, o supercondutor super colisor, o que teria sido maior do que a máquina do Cern. Será que ele teria encontrado a partícula de Higgs anos atrás?

Resposta: Sim, se tivesse seguido o cronograma. E teria sido capaz de encontrar coisas além de um simples bóson de Higgs também. O Grande Colisor de Hádrons também poderia alcançar o feito, mas com a sua energia mais baixa seria um trabalho mais difícil e que exigiria mais tempo

Kathryn Grim adotou uma abordagem mais leve: “As dez coisas que você pode não saber sobre o bóson de Higgs”, publicado originalmente em Symmetry, uma revista para os físicos. E a BBC publicou um texto de perguntas e respostas básicas sobre a partícula Higgs.

Peter Higgs, o professor da Universidade de Edimburgo, que deu nome à partícula, tornou-se conhecido em 2011 quando foi citado pelo professor Brian Greene em episódios de vídeo produzidos pela “Nova”, em que descreveu um pouco da agonia de nascimento da partícula. E a charge PhD Comics, de Jorge Cham, também abordou o assunto.

Se tudo isso falhar, você pode jogar o jogo Agente de Higgs. Ou segui-lo no Twitter.
Como essa notícia pode aparecer no ENEM?

1. Questões relacionadas às teorias atômicas: Histórico dos modelos atômicos e das suas partículas fundamentais; número atômico, número de massa, semelhança de espécies (isótopos, isóbaros, isótonos), espécieis isoeletrônicas.

2. Radioatividade – Natureza das radiações (partículas: alfa, beta, gama, próton, nêutron); meia-vida, gráficos de decaimento radioativo; fissão e fusão nuclear.

3. Cinética química – velocidade de desintegração, fatores que influenciam na velocidade das reações.

Veja um exemplo de questão típica:

O acelerador de partículas é um sistema utilizado para estudos da estrutura da matéria e física nuclear. Em um experimento realizado no acelerador, foram projetadas partículas que, ao colidirem com uma placa, geraram um tipo de espécie que apresenta 30 prótons, 28 nêutrons e 29 elétrons. Pode-se afirmar que esta espécie é um:

a) cátion monovalente, com número de massa igual a 59.
b) ânion bivalente, com número de massa igual a 58.
c) ânion monovalente, com número de massa igual a 57.
d) cátion monovalente com número de massa igual a 58.
e) cátion monovalente com número de massa igual a 57.

Resolução e  discussão do Mazzei:

Para responder essa questão basta saber os seguintes conceitos básicos:

1°) A massa da espécie é dada pela soma dos nêutrons com os prótons,  já que o elétron tem massa desprezível (cerca de 1836 vezes menor que a massa de um próton/nêutron);
2°) Uma espécie que o número de elétrons é maior que o número de prótons é chamada de ânion; uma espécie que o número de prótons é maior que o número de elétrons é chamada de cátion.

Nesse caso, a massa é 30+28 = 58 e podemos concluir que é um cátion, já que o número de prótons é maior que o número de elétrons.
Portanto, letra “d”.

barrinha1
 

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