Campo de Higgs, a Massa e o Cientista

O meu primeiro post no astroPT é este: "Campo de Higgs, a Massa e o Cientista".

Campo de Higgs:

A 10-42 segundos após o Big Bang, crê-se que a temperatura terá sido cerca de 1032 Kelvin. N este momento todos os campos oscilavam violentamente. Ao arrefecer e expandir, a radiação e a densidade de matéria ficavam diluídas.

Quando a temperatura baixou o suficiente, o campo de Higgs condensou num determinado valor não nulo através de todo o espaço. O universo estaria, então repleto de um campo de Higgs uniforme e não nulo.

O campo de Higgs é como um éter que banha todo o Universo. É bastante importante porque crê-se ser a sua partícula (o bosão de Higgs) a conferir massa às partículas.

Higgs e a origem massa:

Podemos sentir os nossos músculos a trabalhar. Quanto maior a massa do objecto a ser movido, maior a força que os músculos terão de exercer. Neste sentido, a massa de um objecto representa a sua resistência a mudanças do seu movimento. De onde vem esta resistência a ser acelerado? O que dá inércia a um objecto?

O oceano de Higgs, no qual estamos todos imersos, interage com os quarks e com os electrões: resiste às suas acelerações. As forças que exercemos milhares de vezes por dia para mudar a velocidade deste ou daquele objecto são forças que lutam contra o arrastamento do oceano de Higgs.

Para acelerar um objecto submerso em água, teríamos de empurrar com mais força. Ele resistirá às nossas tentativas para mudar a sua velocidade mais fortemente do que quando não está na água, e assim comporta-se como se tivesse aumentado a sua massa. As partículas elementares resistem a tentativas de mudança das suas velocidades – adquirem massa.

Se não fosse o campo de Higgs, todas as partículas fundamentais seriam como o fotão, e não teriam qualquer massa.

O bosão de Higgs é a única partícula do modelo padrão que ainda não foi observada. Quando se confirmar experimentalmente a sua existência iremos saber o porquê das massas de cada partícula do modelo padrão. O bosão de Higgs foi predito em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs, trabalhando as ideias de Philip Anderson.

O LHC vai dar-nos uma resposta. Qualquer que seja a resposta será sempre importante. Ou confirmará a previsão, o que é fantástico, ou não confirma, o que será maravilhoso pois temos de procurar mais e novas ideias vão jorrar. O cientista não pode estar à espera de uma resposta favorável à sua ideia. O cientista estuda a natureza tal qual ela é e funciona. Qualquer que seja a resposta é a abertura para a descoberta da realidade.

Na Gazeta de Física podemos encontrar uma excelente analogia com o campo de Higgs. Vou transcrever a descrição:
“..Entra na sala um cientista de grande renome, uma verdadeira estrela, e à medida que atravessa a sala cria, naturalmente, a cada passo, uma aglomeração de admiradores, ansiosos por falarem com ele.

…Isto impede-o de percorrer a sala normalmente, criando-lhe uma resistência ao movimento, como se a sua massa aumentasse, tal como acontece a uma partícula que se move através de um campo de Higgs.

…Se um rumor atravessa a sala,

… também produz um efeito de aglomeração, mas desta vez entre os próprios cientistas na sala. Estes aglomerados são como as próprias partículas Higgs.”

Poderão ver as ilustrações na fonte.

Fontes:
“O Tecido do Cosmos”, Brian Greene

Wikipedia – Bosão de Higgs

Gazeta de Física – “O que é o bosão de Higgs e porque o queremos encontrar?”