Caros Leitores,
Um evento candidato para um bóson de Higgs produzido através da fusão
vetor-bóson e subsequentemente transformando ("decadente") em
partículas invisíveis. A assinatura experimental de dois jatos de
partículas (cones amarelos) e uma grande falta de energia (linha tracejada) é
mostrada (Imagem: CERN)
Físicos da colaboração ATLAS no Large Hadron Collider do CERN procuraram partículas de matéria escura, procurando transformar o bóson de Higgs em partículas que não podem ser detectadas diretamente pelo experimento ATLAS ("partículas invisíveis"). A presença de tais partículas nos detritos de colisão criaria um desequilíbrio de energia com as partículas visíveis, que podem ser medidas. Os cientistas vasculharam o conjunto de dados completo da Execução 2 do LHC (2015–2018), em torno de dez milhões de bilhões (10 16 ) de colisões próton-próton, buscando eventos nos quais um bóson de Higgs foi produzido através de um processo específico e bem identificável ( conhecida como fusão vetor-bóson) e depois transformada em partículas não detectadas.
Os dados não mostram excesso de tais eventos característicos sobre o fundo esperado. O ATLAS concluiu com um nível de confiança de 95% que não mais que 13% dos bósons de Higgs produzidos no LHC poderiam se transformar em partículas invisíveis. Essas descobertas colocam os limites mais fortes até agora nas transformações de Higgs em tais partículas invisíveis.
A matéria escura, que compõe cerca de 85% da massa do universo, só foi observada indiretamente, através de efeitos gravitacionais. Nenhuma partícula desta substância foi observada em laboratório. Além disso, mesmo que sejam produzidas em colisões no LHC, os físicos esperam que as partículas de matéria escura escapem da interação com os gigantescos detectores localizados nos pontos de colisão (sejam "invisíveis" para o detector), resultando em "falta de energia" na atmosfera. detritos de colisão.
No entanto, a matéria escura tem massa e, considerando a relação do bóson de Higgs com a massa, os físicos sugeriram que as partículas de matéria escura poderiam interagir com o bóson de Higgs: um bóson de Higgs poderia se transformar (ou "deteriorar") em partículas de matéria escura logo após ser produzido nas colisões do LHC. Eventos de colisão nos quais um Higgs é produzido através da fusão vetor-bóson contêm jatos cônicos adicionais de partículas direcionadas para as regiões avançadas do ATLAS, próximas ao tubo de feixe do LHC. A energia perdida resultante das partículas individuais seria, por outro lado, alinhada em direção ao plano vertical perpendicular ao tubo do feixe. A combinação dessas duas características dá aos cientistas uma assinatura única na busca pela matéria escura.
Embora nenhum excesso tenha sido observado, a pesquisa forneceu importantes restrições à matéria escura de baixa massa, que complementam as pesquisas diretas de matéria escura realizadas em outras instalações. Foi também uma demonstração importante das novas técnicas que os cientistas estão aplicando em pesquisas no LHC. O bóson de Higgs, descoberto em 2012, rapidamente evoluiu para um meio inestimável de procurar sinais da física além do Modelo Padrão da física de partículas .
O bóson de Higgs desempenha um papel crucial na busca de matéria escura no Large Hadron Collider
Fonte: CERN / 17-05-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista,
Escritor e Divulgador de conteúdos da
Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for
Science and the Public (SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA
(National Aeronautics and Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa
do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se membro da Sociedade Astronômica
Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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