LHC volta a ser ligado após dois anos

Maior acelerador de partículas do mundo foi ligado em abril e pretende começar nova etapa de coleta de dados em junho

Operadores do LHC confirmam a primeira circulação de feixes de prótons pelo acelerador após dois anos (Imagem: Maximilien Brice/CERN)

O Large Hadron Collider (LHC), maior acelerador de partículas do mundo, voltou a ser ligado nesse mês de abril após um período de dois anos de manutenção e aprimoramentos. Apesar de ainda não estar pronto para realizar colisões, no último dia 5 dois feixes de prótons circularam pelo equipamento com uma energia relativamente baixa. A previsão é que a coleta de dados comece no mês de junho, com uma energia de 13 TeV – o que superaria o recorde de 8 TeV estabelecido pelo próprio LHC.

Entre os principais objetivos dos pesquisadores para essa segunda etapa está aprofundar os estudos sobre o Bóson de Higgs e descobrir novas partículas que não pertençam ao Modelo Padrão.

Bóson de Higgs

Na primeira fase de experimentos do acelerador, o Bóson de Higgs foi descoberto – era a última partícula do Modelo Padrão que ainda não havia sido detectada. Sua massa foi calculada com uma boa precisão: 125 GeV, com um erro de 0,21 para mais ou para menos. Entretanto, ainda há muito para se descobrir sobre essa partícula.

“O LHC tentará fazer medidas mais precisas das propriedades do Bóson de Higgs e de como ele interage com outras partículas”, diz Gero von Gersdorff, pós-doutorando do ICTP-SAIFR. “A maneira como ele decai, por exemplo, pode trazer mais informações. Além disso, um grande problema em Física de Partículas é explicar por que a massa do Bóson de Higgs é tão pequena. Muitos físicos acreditam que a explicação para isso está em uma das teorias que tentam complementar o Modelo Padrão”.

Além do Modelo Padrão

Com o Modelo Padrão completo, qualquer nova partícula descoberta exigirá uma extensão do modelo. Entre as teorias mais estudadas atualmente que propõem essa extensão estão a Supersimetria e a Teoria do Higgs Composto. Na Supersimetria, todas as partículas do Modelo Padrão possuem uma partícula com massa e carga elétrica equivalentes, porém com spin diferente. Na Teoria do Higgs Composto, o Bóson de Higgs não é uma partícula fundamental, ou seja, ele é composto por outras subpartículas. Com energias mais altas, o LHC poderá detectar partículas com massas maiores e fornecer as primeiras evidências experimentais para uma dessas teorias.

“As partículas supersimétricas teoricamente mais fáceis de serem detectadas são os squarks e os gluínos, pares supersimétricos dos quarks e glúons, respectivamente”, diz Alberto Tonero, pós-doutorando do ICTP-SAIFR. “Na verdade, a detecção dessas partículas já era esperada na primeira etapa de experimentos do LHC. No modelo atual, então, a supersimetria não seria exata, pois as partículas que procuramos teriam uma massa maior. Caso elas sejam detectadas agora e sua natureza supersimétrica seja confirmada, apesar de não comprovar a teoria da Supersimetria, será um forte indício de que ela está correta”.

A segunda fase de experimentos do LHC será realizada até 2018, quando o acelerador será desligado novamente. Uma terceira fase já está confirmada, e deverá começar em 2020 ou 2021.