Bóson de Higgs: A mais precisa medida de sua massa

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Um novo estudo da ATLAS Collaboration anunciou a medição mais precisa já feita da massa do bóson de Higgs, avanço que vai ajudar a ajustar o Modelo Padrão de partículas. A medida vem após onze anos da descoberta do bóson, um dos maiores desafios das investigações no Large Hadron Collider (LHC), do CERN (European Organization for Nuclear Research).

Compreender o bóson de Higgs é de importância vital para os cientistas estudarem a estrutura vital do universo,. Afinal, é por meio dele que todas as demais partículas fundamentais ganham massa — exceto o fóton, que não tem massa. Em outras palavras, sem ele não haveria matéria.

O bóson de Higgs ganhou lugar no Modelo Padrão de partículas quando os físicos descobriram a explicação para a geração de massa de todos os outros bósons, como os W e Z, que são (mediadores da força nuclear fraca. No entanto, o Modelo Padrão não prevê a massa de Higgs.

Uma série de estudos foi realizada na busca pela medição exata da massa do bóson de Higgs e os cientistas já tinham alguns resultados, mas sem precisão o suficiente para “bater o martelo” na questão. O valor girava em torno de 125 GeV (gigaelétron volt, unidade de medida usada para cálculo de energia ou massa), mas o novo estudo trouxe maior exatidão.

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Foram duas análises diferentes para chegar ao resultado, uma baseada no decaimento do bóson de Higgs em dois fótons de alta energia (canal difotônico) e outra na medição do decaimento dele em quatro léptons. Eles pertencem a outra “família” de partículas, que inclui os elétrons, neutrinos e múons.

Usando os conjuntos de dados do ATLAS das execuções 1 e 2 do LHC, os físicos mediram o canal de difótons e encontraram a massa de 125,22 GeV para o bóson de Higgs, com uma incerteza de apenas 0,14 GeV e precisão de 0,11%. É a medida mais precisa a partir de um único canal de decaimento obtida até hoje.

Em seguida, os pesquisadores combinaram esses resultados com uma medição anterior por meio do canal de quatro léptons, e obtiveram um valor de 125,11 GeV para a massa do bóson de Higgs. Esse resultado é ainda mais confiável, com incerteza de 0,11 GeV e precisão de 0,09%.

Ainda que essa seja a medição mais precisa já feita, fruto de longos anos de trabalho nas instalações do CERN, ainda não foi atingido o padrão de “certeza” máxima exigido pela ciência antes de dar o assunto como encerrado. Novas análises devem ser feitas, mas este é um sinal significativo de que os físicos estão no caminho certo.

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Fonte: ATLAS

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