Recentemente, ATLAS e CMS, duas colaborações internacionais que analisam os resultados de colisões entre pares de prótons acelerados no Grande Colisor de Hádrons (LHC), da Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN), na Suíça, confirmaram uma propriedade fundamental do bóson de Higgs. No vídeo abaixo, dois membros da colaboração CMS, o físico Pedro Mercadante, da Universidade Federal do ABC (UFABC) e o físico Thiago Tomei, da Universidade Estadual Paulista (UNESP), comentam a importância do resultado.
O bóson de Higgs é uma partícula elementar prevista pela teoria do Modelo Padrão, associada ao surgimento das massas dos quarks, dos léptons e dos bósons W e Z. Desde que confirmaram sua existência em 2012, pesquisadores do LHC investigam se o Higgs interage interage com as demais partículas elementares conforme o previsto pelo Modelo Padrão.
A previsão confirmada recentemente é a de que cerca de 60% dos decaimentos dos bósons de Higgs produzem pares de quark e anti-quark do tipo bottom. “O problema é que a produção de bottom é muito comum na natureza”, explica Tomei. “Precisamos de algum tipo de gancho para identificar os quarks bottom originados por bósons de Higgs”.
Os físicos exploraram o fato de que alguns bósons de Higgs surgem em conjunto com bósons W ou Z. A presença dessas partículas extras serviu de pista para identificar o decaimento do Higgs em meio aos inúmeros outros processos de produção de quarks bottom.
A colaboração CMS já havia apresentado em março deste ano uma outra análise buscando o decaimento do Higgs em quarks bottom, utilizando outro tipo de pista para identificar os decaimentos. Somente a nova análise, entretanto, obteve uma quantidade de dados grande suficiente para garantir um sinal claro do decaimento, com chance muito pequena de ser uma flutuação estatística.
Artigo científico
Observation of Higgs Boson Decay to Bottom Quarks
A. M. Sirunyan et al. (CMS Collaboration), Phys. Rev. Lett. 121, 121801 , arXiv:1808.08242v2
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Igor Zolnerkevic
Assessor de comunicação SBF