Higgs, o bosão de Peter (I)

“Raios me partam, a maldita partícula, que é tão difícil de encontrar”…. exclamou  Leo Lederman, prémio Nobel da Física, e achou por bem que esse fosse o título dum livro seu: “The Goddamn Particle.” O seu editor preferiu aproveitar algumas palavras do autor, fazer umas “ligeiras” alterações mais apelativas para as vendas e surgiu então o título “A partícula de Deus.” Francamente deve ser um título muito bom, mas de facto esse é um debate menos interessante sobre o bosão de Peter Higgs.

Que foi difícil de descobrir lá isso foi, como atestam 48 anos de buscas após a publicação do artigo de Peter Higgs.

Mas aqui a questão torna-se subtil, e há que distinguir dois assuntos diferentes para percebermos este assunto: a partícula e o campo-força a ela associado.

Todos conhecemos o campo-força electromagnético. No íman no frigorífico, no calor do Sol, na luz visível, nas cores, até quando esfregamos as mãos e sentimos o calor que é gerado por essa acção, por esse trabalho, como se diz em Física.

Pois bem, e quem transporta esse campo-força? Pois é um bosão.

Um bosão é uma partícula transportadora dos campo-força.

Então temos o campo, que será o espaço onde anda o nosso “todo o terreno”, e temos o veículo, ou, se preferirem, o “serviço de transportes”.

No calor do sol, ou na luz captada na fotografia tirada no vosso telemóvel, a partícula transportadora desse campo-força é o Fotão.

Ora o campo-força do Higgs é todo o Universo. Coisa que não lhe falta é espaço, pode-se deduzir. E que campo-força é esse o do Higgs? É o campo-força da massa. E quem transporta a massa na matéria? É o bosão de Higgs.

Mas onde e como foi ele encontrado?

Já lá vamos ao como, vamos começar pelo onde.

Foi encontrado no núcleo dos átomos, dentro dos nucleões, que são de 2 tipos diferentes: o Neutrão, de carga eléctrica neutra, e o Protão, de carga eléctrica positiva.

Positiva ou negativa não significa “muito fixe” e uma “grande seca”. Bom ou Mau. Significa que há dois sentidos num fluxo e que os chamámos assim para os distinguir. É igual a termos torneiras de água quente com uma bolinha encarnada e de água fria com uma bolinha azul.

Mas não chega. O nosso assunto está lá mais dentro, é mais pequeno, mais difícil.

Então peço que façam um exercício mental. Imaginem um edifício enorme. O fantástico estádio Olímpico de…o que gostarem mais, esse mesmo. No centro do terreno está uma ervilha, toda gira. O estádio é um átomo inteiro e a ervilha corresponde ao seu núcleo. Lá dentro já encontrámos 2 “amigos” mas, e dentro desses amigos, do neutrão e do protão? Pois estão os quarks, que foram baptizados por James Joyce.

Esses quarks são esféricos, e são muito engraçados, pois nunca se detectam sozinhos, estão sempre aos trios (ou aos pares) e estão ligados por “elásticos”. Fazem um jogo permanente de esticar e de encolher, e os quarks, que são mesmo muito activos e muito brincalhões mudam de faceta, mudam de carga eléctrica e de cor.

Vamos agora aqui um pouco mais devagar, está bem?

A cor é uma propriedade dos quarks que nada tem que ver com as cores do dia-a-dia, mas chama-se a isto tudo, às coisas e aos assuntos dos quarks, a Cromodinâmica Quântica.

E eles não param sossegados. É uma inquietação: os quarks e os “elásticos” ocupam quase todo o espaço dentro dos protões e dos neutrões.

Mas o que são os elásticos? São bosões que se chamam gluões. Transportam a força forte, e geram a força electrofraca. São estas forças que permitem que os núcleos dos átomos se apresentem maioritariamente estáveis. São esses bosões que geram a massa, através do mecanismo de Higgs, do bosão de Higgs. Os quarks-gluões, sempre colados e sempre a esticarem-se, provocam isto tudo.

(continua)

Manuel Rosa Martins

(Físico de Partículas)

(artigo adaptado do publicado em http://astropt.org/blog/2012/07/05/higgs-o-bosao-de-peter/)

Legendas

Figura 1 - Peter Higgs, que propôs o mecanismo da massa, hoje conhecido como Mecanismo de Higgs.

Figura 2 - Quarks, estrutura dum Protão.