Busca por partícula pouco densa atrasará sucesso de colisor

O bóson de Higgs pode ser mais leve - e a corrida para encontrá-lo mais difícil - do que os físicos esperavam, de acordo com os últimos resultados do acelerador de partículas Tevatron no Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, em Batavia, Illinois. No dia 13 de março, cientistas do laboratório anunciaram que tinham descartado uma parte crucial das possibilidades de procura pela "partícula de Deus", que se acredita ser responsável por conferir massa a toda matéria. Os resultados mostram que o bóson de Higgs não é uma partícula de massa relativamente alta, e os físicos precisam continuar procurando por evidências do bóson de Higgs nos resíduos de massa mais baixa que resultam de colisões entre partículas dentro do Tevatron. Isso significa que os cientistas do Grande Colisor de Hádrons (LHC), no CERN, o laboratório europeu de física de partículas próximo a Genebra, na Suíça, não terão um caminho rápido até o sucesso. O LHC foi projetado para colidir partículas com cinco vezes mais energia do que o Tevatron, e teria sucesso na procura por uma partícula com massa alta.

"Se o Higgs existisse em alguma dessas massas altas, eles teriam antecipado sua descoberta muito rapidamente", diz Darien Wood, físico de partículas da Universidade Northeastern, em Boston, Massachusetts, e porta-voz do DZero, um dos dois principais experimentos do Tevatron. Os resultados baseiam-se em todos os dados coletados desde 2001 pelo DZero e por seu experimento-irmão, o Detector de Colisões do Fermilab (CDF), que estuda os resíduos de colisões próton-antipróton.

Busca restringida
Lyn Evans, líder do projeto no LHC - que está sendo reparado após os danos que sofreu durante testes iniciais em setembro de 2008 - diz que o regime de alta massa era o lugar "óbvio" tanto para o LHC quanto para o Tevatron começarem a avançar. Isso porque existem poucos resíduos de partícula com energia tão alta, facilitando a filtragem das informações para encontrar um rastro da partícula de Higgs.

"O fato de terem descartado o Higgs nessa faixa dificultará as coisas para todo mundo", diz Evans. Os resultados do Tevatron demonstram ser muito improvável que o bóson de Higgs tenha energia entre 160 e 170 giga elétron-volts (os giga elétron-volts são a medida da energia de uma partícula proporcionalmente a sua massa).

Os empiristas vêm trabalhando com a suposição de que o bóson de Higgs fica em algum lugar entre os 114 e 185 GeV. O limite mais baixo de energia foi estabelecido pelo Grande Colisor de Elétrons e Pósitrons no CERN na década de 1990, enquanto o limite mais alto é um valor menos preciso, estabelecido por meio de evidências indiretas, como as massas do quarc de topo e do bóson de W.

Os resultados recentes, além de outras evidências, sugerem que o bóson de Higgs esteja escondido no lado mais baixo dessa escala energética. Mas, em energias mais baixas, o trabalho de filtrar outros resíduos e encontrar o raro Higgs torna-se ainda mais difícil. Mesmo que o Tevatron funcione até 2011 - algo ainda não previsto nos orçamentos anuais dos EUA - haveria uma chance de apenas 30% de encontrar evidências de um Higgs de massa baixa, segundo as palestras do Fermilab apresentadas em fevereiro na reunião da Associação Americana para o Avanço da Ciência, em Chicago, Illinois.

Ajustando o modelo
Encontrar "provas" de alguma coisa, no jargão da física de partículas, está muito longe de "descobrir" alguma coisa. Se o LHC começar a funcionar no fim de 2009, ele deve rapidamente alcançar e superar a quantidade de informações reunidas pelo Tevatron, o que aumenta suas chances de fazer uma "descoberta" real - com um nível de segurança de 99,9999%.

Existe também a possibilidade de que o Tevatron e o LHC excluam o bóson de Higgs de todo o espectro de energias esperadas. Podem existir energias maiores do que 185 GeV, uma região que apenas o LHC pode explorar. Ou a partícula pode simplesmente não existir. De qualquer forma, os teóricos terão que voltar à prancheta e começar a ajustar o modelo padrão da física de partículas que, além de prever o Higgs, explica o comportamento de três das quatro forças fundamentais do universo.

E, ainda que reduzir a área de procura pelo Higgs seja importante, diz Robert Roser, porta-voz do experimento CDF, "preferimos achá-lo, e não excluí-lo".

O bóson de Higgs é pouco denso e o LHC foi projetado para colidir partículas com grande energia

Tradução: Amy Traduções

The New York Times