O bosão de Higgs e a FCUL

09/07/2012

No dia 4 de julho de 2012, foi anunciada no CERN, em Genebra, a descoberta de uma nova partícula, cujas características são compatíveis com o bosão de Higgs, uma peça fundamental do Modelo Padrão das Partículas Elementares, prevista faz cerca de 50 anos. O seu papel especial deve-se ao facto de “dar massa” às partículas elementares. Com efeito, as simetrias da teoria, que explicam as regularidades observadas nas propriedades das partículas, implicavam que a massa fosse nula, o que não fazia sentido. O bosão de Higgs através do chamado “mecanismo da quebra espontânea de simetria”, permite que a descrição teórica das partículas elementares com massa continue a respeitar as simetrias fundamentais.

Os resultados anunciados no CERN de manhã pelas duas experiências, ATLAS e CMS, foram apresentados no mesmo dia à tarde numa sessão de divulgação na FCUL, organizada pela professora Amélia Maio (DF-FCUL, CFNUL e LIP), a responsável pela participação portuguesa na experiência ATLAS. A apresentação dos resultados foi feita pela investigadora Patricia Conde Muíño (LIP), responsável pela análise do Higgs do grupo português. O professor Pedro Ferreira (ISEL e CFTC-FCUL), ativo na investigação em modelos do Higgs, falou sobre o enquadramento teórico destes resultados e suas implicações para o futuro. Seguiu-se um animado debate, moderado pelo professor Augusto Barroso (CFTC-FCUL), em que, para além do numeroso público, participou um painel constituído por especialistas da área.

A descoberta do bosão de Higgs é um objetivo de longa data da Física Experimental de Partículas, e foi um dos principais motivos (mas não o único), para a construção do Grande Colisionador de Hadrões (LHC), no CERN. O LHC produz colisões de protões de alta energia (8 TeV), com uma intensidade muito elevada (800 milhões de interações por segundo), o que lhe permite produzir eventos raros, como os de aparecimento do Higgs.
Estes eventos são observados por dois detetores de grande complexidade – ATLAS e CMS – que medem os resultados  da sua imediata desintegração em vários tipos de outras partículas.

Através do LIP e de várias universidades, Portugal participou desde o início no projeto de construção, instalação, operação e análise dos dados de ambas as experiências.

Em particular, a FCUL está ligada à experiência ATLAS desde o seu início em 1992. Amélia Maio foi desde o início a responsável da equipa portuguesa, equipa essa que além das análises de dados em que tem participado, contribuiu de forma decisiva para o projeto e construção do calorímetro hadrónico Tilecal de ATLAS, cujas fibras óticas WLS foram selecionadas, polidas e espelhadas nos laboratórios do CFNUL, um trabalho de I&D seguido de produção à escala industrial envolvendo 600 mil fibras. A FCUL teve também um papel importante no sistema de Trigger/DAQ de ATLAS através do trabalho do professor António Amorim (DF-FCUL, SIM-FCUL) e do seu grupo, com contribuições importantes para a base de dados de condições de ATLAS (Conditions DB) e respetivas interfaces.

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