Bosón de Higgs

Senhoras e senhores, apresento-lhes o bosón de Higgs! Comumente chamando de “partícula de Deus“, este corpo subatômico é essencial na explicação da origem da matéria. O bosón de Higgs era a única das 32 partículas fundamentais do Universo (prótons, nêutrons e elétrons, entre outras) previstas pelo Modelo Padrão da Física, formulado em 1964, que ainda não havia sido detectada, embora teoricamente seja responsável por dotar de massa todas as outras partículas.

Pois bem, a busca chegou ao fim. Cientistas do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN, sigla em frnacês de Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) apresentaram nesta quarta-feira seus últimos resultados, que indicam a descoberta de uma nova partícula subatômica compatível com as previsões teóricas do bosón de Higgs.

Para entender como os mais de 2 mil cientistas chegaram a essa conclução, vamos as explicações. Pela Teoria da Relatividade de Einstein e sua famosa equação E=Mc2, energia e matéria são intercambiáveis. Assim, como não é possível observar o mundo subatômico diretamente, por isso, os pesquisadores usam poderosos aceleradores para chocar feixes de matéria a velocidades próximas à da luz, procurando por assinaturas de energia que indiquem a formação das partículas subatômicas. As medições do Solenóide de Múon Compacto (CMS, sigla em inglês de Compact Muon Solenoid), no entanto, alcançaram uma margem de erro combinada de 4,9 desvios padrões (sigma), pouco menos que os 5 sigma convencionados para o anúncio de uma descoberta oficial, que significa uma probabilidade de mais de 99,9999% das medições estarem corretas.

Então os cientistas observaram um excesso de eventos na faixa de energia de 125,6 giga elétron-volt (GeV)/c2 com o nível de certeza de 5 sigma que seria uma evidência da formação do Bóson de Higgs nas poderosas colisões promovidas no Grande Colisor de Hádrons (LHC, sigla em inglês de Large Hadron Collider).

Novidades Científicas

Não é bem novidade, mas, dados enviados elo satélite Goce (sigla em inglês de Explorador da Circulação Oceânica e do Campo Gravitacional) à ESA (Agência Espacial Europeia, em inglês European Space Agency), durante dois anos, possibilitaram o estudo preciso do campo gravitacional do planeta Terra.

O modelo da Terra ilustra como a força que sentimos sob nossos pés não é a mesma em cada ponto to planeta. A gravidade é mais forte nas áreas que aparecem pintadas de amarelo no globo, e diminui até chegar às áreas azuis.

Outra novidade – essa pode, até, gerar discussão. O Grande Colisor de Hádrons (LHC), criado para estudo de colisões de partículas, pelo Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), está perdendo para o antigo Tevatron, acelerador de partículas que fica em Illinois, EUA.

Parece que eles encontraram o misterioso bóson de Higgs, partícula prevista teoricamente mas nunca achada, que daria massa a outras partículas. Será? O blog Ars Physica comentou sobre isso em O Higgs, o Tevatron, a ICHEP e o LHC.

Edição extra: O blog Ars Physica comentou sobre esse assunto, veja o artigo Uma Nova Partícula?

Quão grande é o Universo?

Quão grande é o Universo? É a questão deste video, Cosmic Journeys: How Large is the Universe? (Jornada Cosmica: Quão grande é o Universo?)

O universo há muito nos cativa com suas imensas escalas de distância e tempo. Até que ponto ele estica? Onde isso vai parar e o que está além de seus campos de estrelas e fluxos de galáxias se estendendo tanto quanto os telescópios podem ver? Essas questões estão começando a produzir uma série de extraordinárias novas linhas de investigação e tecnologias que estão nos levando a explorar os reinos mais distantes do cosmos. Mas também no comportamento da matéria e da energia na menor das escalas. A resposta vem de uma teoria que descreve o nascimento do universo, no primeiro instante de tempo.

A vida em um acelerador de partículas

Encontrei essa imagem no blog mazaaah e achei muito hilária, o ciclo de vida de um próton no LHC.

E por falar em acelerador de partículas, mas especificamente o Grande Colisor de Hádrons (LHC), vamos ver LHC do CERN em números. As informações à seguir estão no blog The amazing life and chronicles of Christian BS. Um texto interessante que resolvi traduzir e publicar:

Isto inclui também outras estatísticas para comparação.

-271,3 – A temperatura (em graus Celsius) dos ímãs depois de cheios com hélio superfluido.

-193,2 – A temperatura (em graus Celsius) para que os ímãs foram resfriados.

10 -13 A pressão do ar (em Pascal) no interior do LHC.

10 -12 A pressão do ar (em Pascal) na lua.

0,00000000047 – A massa total (em gramas) de prótons circulam no LHC a qualquer momento.

0,000000002 – quantidade de hidrogênio utilizado (em gramas) por dia pelo LHC.

0.0001 – O tempo (em segundos) para um próton circular o LHC.

0.75 – A quantidade (em gramas) de hidrogênio necessário para encher um balão médio.

0,999997828 – O número de vezes na velocidade de luz que os prótons se movem no LHC.

0,999999991 – O número de vezes na velocidade de luz que os prótons se movem em energia máxima no LHC.

1 – A força normal (em teslas) de um ímã de sucata (scrapyard magnet).

1,9 – A temperatura (em Kelvin) dos ímãs depois de cheios com hélio superfluido.

4,8 – A altura (em quilômetros) do Mont Blanc.

5 – O comprimento (em metros) de alguns dos ímãs quadripolares utilizados no LHC.

6,9 – A altura (em quilômetros) de 4 milhões de DVDs empilhados.

7 – A energia máxima que os prótons (em Tera elétron-volts) viajarão no LHC.

7 – O comprimento (em metros) de alguns dos ímãs quadripolares utilizados no LHC.

8,3 – A força (em teslas) dos ímãs supercondutores do LHC.

10,4 – A altura (em quilômetros) de seis milhões de DVDs empilhados.

13 – Tempo gasto (em anos) para construir o Big Ben.

14 – Tempo gasto (em anos) para a construção do LHC.

14 – A energia das colisões frontais (em Tera elétron-volts) dos prótons no LHC.

15 – A estimativade tempo de vida (em anos) do LHC.

15 – O comprimento (em metros) dos ímãs super-condutores bipolares.

15 – A informação (em petabytes) produzidas pelo LHC a cada ano.

27 – A circunferência (em quilômetros) do LHC.

32 – O tempo (em minutos) para circundar o LHC, à 50 km/h.

33 – O número de países com os quais o CERN está colaborando para instalar a Grade (The Grid).

50 – O limite de velocidade (em quilômetros por hora) para a condução em torno do LHC.

60 – A quantidade (em toneladas) de hélio líquido usado para levar a temperatura dos ímãs para baixo a -271,3 ° C.

80 – A temperatura (em Kelvin) para que os ímãs foram resfriadas.

100 – A profundidade aproximada do LHC.

361 – A energia (em megajoules) do USS Ronald Regan navegando à 5,6 nós.

362 – A energia coletiva (em megajoules) de prótons do LHC em alta velocidade.

392 – O número de ímãs quadripolares utilizados no LHC.

1.232 – O número de super-condutores ímãs bipolares no LHC.

2.808 – O número de grupo por feixe de prótons em plena intensidade.

4.650 – O volume interior (em metros cúbicos), do Big Ben.

9.000 – O volume bruto (em metros cúbicos) do sistema de vácuo principal do LHC.

9.300 – O número total de ímãs no interior do LHC.

10.080 – A quantidade (em toneladas) de nitrogênio líquido usado para refrigerar os magnetos.

11.245 – O número de vezes que um próton circula o anel em um segundo.

12.000 – A corrente (em ampères) que funciona através de um ímã super-condutores.

26.659 – A circunferência (em metros) do LHC.

88.000 – O peso total (em toneladas) do USS Ronald Regan.

100.000 – O número de vezes mais quente que o sol, as colisões serão.

1.000.000 – Número aproximado de anos necessários para o LHC para encher um balão de festa com Hidrogênio.

1.700.000 – O número de DVDs com duas camadas que podem ser preenchidos com os dados produzidos pelo LHC a cada ano.

6.000.000 – Número de DVDs necessários para armazenar os dados produzidos pelo LHC.

15.000.000 – A quantidade de informação (em gigabytes), produzido anualmente pelo LHC.

600.000.000 – O número bruto de colisões que ocorrem a cada segundo.

1.000.000.000 – O limite máximo de velocidade aproximada (em metros por segundo) de um próton ao redor do LHC.

4.100.000.000 – O custo (em libra – £) da construção do LHC.

4.500.000.000 – O custo (em dólares americanos – US$) da construção do USS Ronald Regan.

7.199.190.000 – O custo (em dólares americanos – US$) da construção do LHC.

115.000.000.000 – O número de prótons em cada grupo por feixe.

O Big Bang é aqui!

Large-Hadron-Collider

O Big Bang é aqui! Ontem, o Grande Colisor de Hádrons (LHC) bateu um novo recorde, e virou notícia em vários periódicos, noticiários online e TV. O acelerador de partículas conseguiu produzir a colisão de dois feixes de prótons a 7 trilhões de elétron-volts (7 TeV), uma nanofração de segundo mais lenta que a velocidade da luz, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de um “Big Bang em miniatura“. O feito emocionou a equipe do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), que aplaudiu de pé o resultado da experiência assistida por pesquisadores do mundo todo.

Finalmente eles conseguiram colocar esse acelerador para funcionar. Os dados obtidos chegaram à marca desejada pelos cientistas do Cern. Entretanto, os dados obtidos devem levar anos para serem analisados por milhares de cientistas do mundo.

Os cientistas esperam que o LHC lance luz sobre grandes mistérios do Universo. Será que vão conseguir?A principal motivação é identificar o bóson de Higgs, também conhecido como “partícula de Deus“. Proposto em 1964 pelo escocês Peter Higgs, o bóson seria o responsável por dotar de massa tudo o que existe no Universo, transformando gases em galáxias, estrelas e planetas. A partícula também possibilitaria o surgimento da vida na Terra e, talvez, em outros locais do cosmos. Por isso há tanta expectativa de que o LHC forneça provas de sua existência.

Outra missão do Cern é encontrar evidências relacionadas à matéria escura, ou invisível, que seria responsável por cerca de 25% da massa do Universo. Apenas 5% do cosmos reflete luz. Espera-se, ainda, que o LHC, em seus estimados 20 anos de vida, encontre provas reais da existência de energia escura, que representaria os 70% restantes do Universo. Será que vão ter construir um acelerador maior para explicar isso?

Materia Escura

Liquidificador

Liquidificador, segundo a Wikipédia – um utensílio culinário eléctrico que serve para transformar em puré uma grande variedade de alimentos. E para traçar um paralelo com o liquidificador, meu post de hoje, vai fazer uma sopa do que está acontecendo no momento.

O Carnaval acabou, para alguns. Agora começa o ano realmente, e eu vou tentar manter uma regularidade de no blog. Bom, minha mãe está dizendo que eu não tenho escrito nada. Vou liquidificar meus pensamentos em textos, e contar o que eu tenho visto de novo.

Começo contando que a Editora JBCHikaru no Go. Em resumo, o mangá conta a história do garoto Hikaru que encontra um tabuleiro de Go de seu avô que possui um espírito que o ajuda no jogo.

Para quem desconhece, Go é um jogo de tabuleiro que teve origem na China há cerca de 4.000 anos. A sua introdução no Japão data de mais de 1.300 anos. Durante este período, a antiga forma do Go foi modificada e aperfeiçoada pelos japoneses.

O mangá foi publicado entre 1999 e 2003 no Japão, sendo que o roteiro é de Yumi Hotta e os desenhos de Takeshi Obata (desenhista de Death Note e Bakuman). A série durou 23 volumes e ganhou um animê de 75 episódios, que foi exibido entre 2001 e 2003.

Existe uma passagem que está no segundo volume, onde Hikaru explica como imagina o jogo. Como se o tabuleiro fosse o universo e as pedras cada qual posta no tabuleiro seriam estrelas. As pedras, pretas e brancas montam um céu diferente a cada jogada e cada jogo.

Por falar em Universo a revista Scentific American Brasil, neste mês, está falando de Multiverso, assunto que eu já escrivi aqui, no blog. E para entender melhor sobre esse universos múltiplos ou multiverso leia também meu post, Dimesões.

E a Scentific American Brasil está com uma edição especial, chamada: De que é feito o Universo? Falando dos projetos e dos avanços que pesquisadores de diferentes áreas estão desenvolvendo para desvendar os mistérios da recriação da matéria, dos mensageiros cósmicos e da gravitação. Fala também sobre o Grande Colisor de Hádrons (LHC), que produzirá energia dez vezes mais alta que aceleradores anteriores, poderá nos ajudar a encontrar a partícula Higgs, ou melhor bóson de Higgs, e discuti as consequências teóricas de sua existência.

Mais Hádrons

Depois de um ano de reparos e ajustes, o Grande Colisor de Hádrons – ou em inglês, Large Hadron Collider (LHC) – voltou a funcionar na semana passada. Os engenheiros e físicos do maior acelerador de partículas do mundo reiniciaram o experimento para recriar as condições do “Big Bang“, pesquisa esta que gerou sugestões de que por causa dele a Terra seria tragada por milhões de buracos negros.

Cientistas formaram raios de luz capazes de movimentar as partículas em ambas as direções no Grande Colisor de Hádrons, um passo que já está além de onde o experimento parou no primeiro teste, em setembro de 2008.

LHC

O LHC foi inaugurado no dia 10 de setembro. Nove dias depois, enquanto realizavam o experimento, através do qual pequenas partículas são amassadas em uma tentativa de aprender mais sobre o nascimento do universo, os pesquisadores do Centro Europeu de Investigação Nuclear (CERN) constaram um vazamento de hélio no túnel e, por isso, decidiram desligar o acelerador de partículas para reparos, que durou mais do que o esperado. Em meio a muita polêmica e acidentes estranhos, o aparelho da Organização Européia para Pesquisa Nuclear continua sendo mais conhecido como a “Máquina do Fim do Mundo“. Adoro essa denominação, a ignorância produz pérolas como essa. O CERN, uma organização de 55 anos que conta com 10 mil cientistas e técnicos no mundo inteiro em seus projetos de pesquisa, rejeitou qualquer sugestão de que o experimento poderia acabar com o mundo.

Localizado entre as fronteiras da França e da Suiça, o LHC é um anel com 27 quilômetros de extensão. Ele é subterrâneo e fica a 100 metros abaixo da superfície. O custo dele foi de mais de 3,5 bilhões de euros.

Se o progresso se mantiver nesse ritmo, os cientistas podem ser capazes de acelerar partículas no mais alto nível de energia já testado antes do próximo Natal. Apesar disso, as colisões em alta energia, que podem esclarecer os segredos do universo, só devem ocorrer no ano que vem. O experimento estará completamente operante quando os raios de luz das partículas colidirem a altos níveis de energia. Isso provavelmente acontecerá em janeiro.

O próximo passo importante no experimento será o de colisões movidas a baixa energia, o que deve acontecer daqui uma semana, de acordo com o CERN.

Large-Hadron-Collider