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Os cientistas finalmente observam a bela morte do bóson de Higgs pela primeira vez


Uma grande notícia para o mundo da física, os cientistas fizeram a primeira observação inequívoca do decaimento do bóson de Higgs em um par de quarks bottom de matéria-antimatéria. Se isso não faz sentido para você - não entre em pânico - está relacionado ao mundo altamente emocionante e complexo do Grande Colisor de Hádrons (LHC).

O LHC é o maior acelerador de partículas do mundo. Sua função essencial é esmagar dois feixes de prótons que viajam quase à velocidade da luz. Em 2012, ele encontrou a partícula do bóson de Higgs.

Chave do Grande Colisor de Hádrons para observar a decomposição

Quando o LHC cria um impacto de partícula, novas partículas são criadas, as quais são observadas por detectores em torno do ponto de colisão. Mesmo com o LHC, ainda há apenas um um em 10 bilhões chance de um bóson de Higgs aparecer e ser detectado.

Para encontrar o bóson de Higgs, o LHC esmagou trilhões de partículas e usou um supercomputador para analisar todos os dados resultantes. A notícia de hoje que confirmou a observação do bóson de Higgs decaindo em um par matéria-antimatéria de quarks bottom tem o potencial de definir novas restrições na física fundamental.

A confirmação mostra um forte acordo entre as previsões teóricas da física de longa data e os dados experimentais. Os bósons têm uma vida útil incrivelmente curta, aproximadamente 10 ^ menos 22 segundos.

Isso significa que, ao viajar na velocidade da luz, a partícula decai muito antes de viajar uma distância do tamanho de um átomo. Portanto, só é possível testemunhar os produtos da decadência e usar essa informação para fazer suposições sobre o bóson pai.

A observação desses decaimentos tornou-se ainda mais difícil pelo fato de um bóson de Higgs ser feito em apenas uma colisão em cada 1 bilião colisões dentro do LHC. Todas essas colisões também estão gerando a produção de quarks bottom, de modo que os bósons de Higgs decaindo em quarks bottom são totalmente inundados por pares de quarks bottom feitos por processos mais comuns.

Parecia impossível separar esses eventos para identificar a decadência do bóson de Higgs dos outros. Para fazer isso, os cientistas tiveram que adotar uma nova abordagem. Eles começaram a examinar uma classe diferente de colisões, onde um bóson de Higgs era produzido ao mesmo tempo que um bóson W ou Z.

LHC será reformado para aumentar as capacidades

Essa classe de colisões é conhecida como "produção associada". Os bósons W e Z decaem de maneiras distintas e facilmente identificáveis. Apesar da produção associada acontecer com menos frequência do que a produção de Higgs não associada, a presença de bósons W ou Z aumenta muito a chance para o pesquisador identificar eventos contendo um bóson de Higgs.

A pesquisa sobre sua decadência continuará até dezembro, quando o instrumento irá pausar suas operações por dois anos para renovação e atualizações. Na primavera de 2021, o LHC retomará as operações com recursos aprimorados que, sem dúvida, abrirão ainda mais portas para o misterioso mundo do bóson de Higgs.

“Essas conquistas lindas e iniciais também reforçam nossos planos para atualizar o LHC para aumentar substancialmente as estatísticas. Os métodos de análise agora demonstraram atingir a precisão necessária para a exploração de todo o panorama da física, incluindo, com sorte, a nova física que até agora se esconde de maneira sutil ”, disse o Diretor de Pesquisa e Computação do CERN, Eckhard Elsen.


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