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Busca por o Bosão de Higgs acelera no Tevatron

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Busca por o Bosão de Higgs acelera no Tevatron

Mensagem por Carlos Costa em 13th Fevereiro 2008, 22:22

Enquanto não temos o LHC operacional, os físicos que trabalham no Tevatron (o maior acelerador de partículas do mundo que fica no Fermilab, perto de Chicago nos Estados Unidos da América) aceleram a busca para encontrar o Bosão de Higgs (Não sei, mas parece-me que eles não querem deixar os louros da descoberta do Higgs para os Europeus... Very Happy ) :


Os físicos do colisor Tevatron do Fermilab relataram recentemente seu mais abrangente sumário da física nas mais altas energias em laboratório. Na recente reunião da American Physical Society (APS) em Jacksonville, Florida, eles emitiram dúzias de artigos sobre um amplo espectro de tópicos, muitos dos quais são relacionados, de alguma forma, com o Bóson de Higgs. O Higgs é o ingrediente chave no Modelo Padrão de Física de Altas Energias. É a manifestação, em forma de partícula, do curioso mecanismo que, em um momento inicial da vida do universo, separou os Bósons W e Z (vetores da Força Fraca), dando-lhes massas, enquanto os fótons (vetores da Força Eletromagnética), não. Esta assimetria torna os funcionamentos destas duas Forças no universo bastante diferentes.
A validação desta grandiosa hipótese, por meio da real produção de partículas de Higgs em laboratório, sempre foi uma das razões principais para espatifar prótons de encontro a antiprótons, com uma energia combinada de 2 TeV. Entretanto, a natureza é pródiga em sua criatividade e a busca pelo Higgs, acredita-se, pode ser mascarada pela produção de outros raros cenários de dispersão, alguns quase tão interessantes quanto o próprio Higgs.
Os trabalhos no Tevatron podem ser comparados aos trabalhos na Burgess Shale, o leito fóssil nas Rochosas Canadenses onde os arqueologistas descobriram impressões de organismos desconhecidos nos últimos 600 milhões de anos, inclusive alguns novos Filos. Nenhum novo “Filo” (ou seja, nenhuma nova partícula) foi revelado no encontro da Flórida, mas muito trabalho preparatório - o equivalente no trabalho dos Físicos de Altas Energias a necessária remoção das camadas externas de rocha - foi realizado.
De acordo com Jacobo Konigsberg (Universidade da Florida), porta voz adjunto da colaboração CDF (um dos dois grandes grupos de detecção que funcionam no Tevatron), a procura pelo Higgs está se acelerando devido a vários fatores, inclusive a obtenção de feixes mais intensos e algorítmos cada vez mais sofisticados para discriminar entre eventos significativos e aqueles mais mundanos, uma questão básica quando se observa bilhões de eventos. Aqui está um catálogo dos resulados mais recentes do Tevatron:
Kevin Lannon (Ohio State) relatou a obtenção de um valor mais preciso (170,9 GeV, com uma incerteza de 1%) para a massa do quark Top. Lannon também descreveu a classe de evento no qual uma colisão próton - antipróton resultou na produção de um único quark Top, através de uma interação de força fraca, uma topologia de evento muito mais rara do que aquela na qual é formado um par Top-Antitop, através da força forte. Além disso, a observação desse evento da formação de um Top singelo permite uma primeira medição rudimentar de Vtb, um parâmetro (um em toda uma tabela de números chamada de Matriz CKM, que caracteriza a Força Fraca) proporcional à probabilidade de um quark Top decair em um quark Bottom.
Gerald Blazey (Northern Illinois Univ), antigo porta-voz da colaborção D0, relatou as primeiras observações de cenários de colisão igualmente exóticos, aqueles que apresentam a produção simultânea de bósons W e Z observáveis, e aqueles em que se observa a produção de dois bósons Z. Além disso, ele disse que, quando se combina a nova massa para quark Top com a do bóson W, 80,4 GeV, se pode calcular um provável novo limite superior para a massa do Higgs. Este valor, 144 GeV, é um pouco mais baixo do que se pensava, o que o torna proporcionalmente mais fácil de criar, em termos de energia.
Ulrich Heintz (Boston Univ) relatou a busca por partículas exóticas não prescritas pelo Modelo Padrão. Novamente, nenhuma nova partícula importante foi encontrada, mas novas experiências no manejo da miríade de fenômenos de fundo vão auxiliar a preparar o caminho para o que os cientistas do Tevatron esperam ser sua maior realização: descobrir indícios para o Higgs no meio de uma rica mistura de outras partículas. Para começo de conversa, Heintz introduziu, mas logo descartou, os rumores de pseudo-”calombos”, indicativos do Higgs, nos dados. Os artefatos em questão - o decaimento da exótica partícula em um par de léptons Tau - tinham pouca significância estatística para serem levados a sério, disse ele, ao menos por enquanto.
Outras partículas exóticas não encontradas, mas para as quais foram obtidos novos limites de massa mais baixos, incluem coisas como elétrons excitados (super pesados) ou bósons W e Z, dimensões extra, os assim chamados leptoquarks (que transformariam bósons em léptons e vice-versa) e partículas super-simétricas, uma hipotética família inteira de partículas onde cada bóson conhecido teria sua contraparte fermiônica e vice-versa.
Além das considerações acerca de ter energia suficiente na colisão para criar o Higgs e outras partículas interessantes, um requisito vital na produção de eventos raros é possuir uma grande amostra estatítica. Todos os resultados acima se baseiam em uma amostragem de gravação de dados de um fentobam-inverso (fb-1, uma unidade que denota o montante integrado de eventos de espalhamento, até agora. Até o fim do verão, o montante de dados analisados será de 2 fb-1. Perto do final de 2007, o montante terá dobrado e, no entorno de 2009, dobrado novamente (8 fb-1). Para achar o Higgs, a informação virá de energia e estatísticas.

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Carlos Costa
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