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Boffins têm encontrado apoio fresco para a idéia de que a partícula descoberta em 2012 e aclamado como o bóson de Higgs é, de fato, o bóson de Higgs.
Os pesquisadores descobriram que os bósons decair em férmions, que são um grupo de partículas que incluem aqueles como léptons e quarks. Isso é uma coisa boa, porque isso é exatamente o que o Modelo Padrão da física de partículas prevê o bóson de Higgs deve fazer.
"Este é um enorme avanço", disse Markus Klute, um professor assistente de física no MIT e líder do grupo internacional de boffins. "Agora sabemos que partículas como os elétrons obter sua massa pelo acoplamento com o campo de Higgs, que é realmente emocionante."
Estudos preliminares sugeriram com uma quantidade razoável de certeza de que a partícula descoberta por experimentos ATLAS e CMS no Large Hadron Collider, há dois anos tinha propriedades consistentes com aqueles previstos para o bóson de Higgs. Olhando para os dados produzidos pelos experimentos do CERN tem mostrado que, assim como o bóson esperado, a nova partícula não tem volta e rapidamente decai se dividindo em pares de fótons, bósons W ou bósons Z.
Uma vez que também foi observado na região de massa 125-126 giga elétron-volts (GeV), os físicos foram sentindo muito bem sobre o plantio da bandeira para um Higgs de alguma descrição.
Mas o trabalho não pára por aí. Os cientistas sempre gosto mais evidências para um começo, mas eles também precisam saber que tipo de Higgs que eles estão olhando. Por exemplo, pode haver um único bóson de Higgs ou pode haver um grupo de muitos tipos diferentes de partículas de Higgs, dependendo de diferentes extensões do Modelo Padrão.
"O que estamos tentando fazer é estabelecer se essa partícula é realmente consistente com o bóson de Higgs, a partícula prevemos em nosso modelo padrão, e não um dos muitos bósons de Higgs, ou um impostor que se parece com ele, mas tem uma origem diferente, "Klute explicou.
Uma maneira de fazer isso era determinar se a nova partícula também pode decair em pares de férmions. Para isso, a equipe da Colaboração CMS, que inclui boffins do Imperial College de Londres, Escola Politécnica de Paris e da Universidade de Wisconsin, disparou prótons para o outro em um solenóide seis metros de diâmetro e usado detectores especiais para ver as partículas produzidas em as colisões resultantes.
Eles estavam procurando por partículas chamadas léptons tau, que tem uma massa de cerca de 1.7GeV, tornando-os 3.500 vezes mais pesado do que um elétron e mais fácil para os boffins de detectar. A equipe foi capaz de confirmar a presença de cárie para léptons tau com um nível de confiança de 3,8 desvios-padrão - em outras palavras, uma chance em 10.000 de que o sinal que eles viram poderia ter aparecido sem partículas de Higgs.
"Nós já estabeleceu as principais características desta nova partícula, em seu acoplamento com férmions e bósons de, e sua estrutura de spin-paridade; todas essas coisas são coerentes com o Modelo Padrão ", disse Klute.
Só para ter mais certeza, porém, a equipe planeja-se o nível de confiança da descoberta de cinco desvios-padrão, ou uma em dois milhões de oportunidade, uma vez que o LHC começa colisões de partículas no próximo ano.
"Dentro do atual nível de precisão que ainda há espaço para outros modelos com partículas que se parecem com o Modelo Padrão de Higgs, por isso precisamos de acumular mais dados para descobrir se há um desvio", disse Klute.
"Embora se fizermos encontrar um desvio do modelo padrão, é provável que seja um muito estreitamente relacionado um", acrescentou. ®
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