Um primo teórico estranho do bóson de Higgs, que inspirou a
caça de décadas da partícula elusiva, foi observado pela primeira vez. A
descoberta é uma das mais emocionantes na era da física moderna. O campo de
Higgs, que dá origem ao seu bóson xará, é creditado com a doação de massa para outras
partículas por abrandar seu movimento através do vácuo. Proposto pela primeira
vez na década de 1960, a partícula finalmente apareceu no Large
Hadron Collider do CERN, Genebra, na Suíça, em 2012, e alguns dos
teóricos por trás dele receberam o prêmio Nobel de Física em 2013.
A ideia foi emprestada do comportamento dos fótons em
supercondutores, sistemas que, quando resfriados a temperaturas muito baixas,
permitem que elétrons se movam sem resistência.
Perto do zero kelvin, as vibrações no material supercondutor abrandam
pares de fótons que viajam através delas, fazendo a luz agir como se tivesse massa.
Este efeito está intimamente ligado à ideia do bóson de Higgs – “a mãe dele, na
verdade,” diz Raymond Volkas da Universidade de Melbourne na
Austrália.
Essas vibrações são o equivalente matemático da partícula de
Higgs, diz Ryo Shimano da Universidade de Tóquio, que liderou a equipe que fez
a nova descoberta. A versão supercondutor explica a massa virtual da luz em um
supercondutor, enquanto a partícula física do campo de Higgs explica a massa dos
bósons W e Z no vácuo.
Problema duplo
Os físicos esperavam que o efeito tipo-Higgs surgisse em
todos os supercondutores, porque também é responsável por suas propriedades
características – a resistência elétrica zero. Mas só tinha sido visto antes
impondo um tipo diferente de vibração no material.
Para encontrá-lo em um supercondutor em seu estado normal,
Shimano e colegas sacudiram violentamente o supercondutor com um breve pulso de
luz. Shimano diz que é semelhante a como os físicos de partículas criam o bóson
de Higgs real em colisões de partículas energéticas. Ele primeiro criou o bóson
de Higgs em supercondutores no ano passado e agora tem estudado suas
propriedades para mostrar que, matematicamente falando, ele se comporta quase
exatamente como a física da partícula de Higgs.
Observar as semelhanças entre os dois sistemas pode ser útil
no estudo do verdadeiro bóson de Higgs. “Pode-se preparar vários tipos de vácuo em sistemas de
matéria condensada, que não são capazes de serem produzidos em experimentos de
física de partículas”, diz Shimano. “Pode-se fazer os experimentos em uma bancada
que definitivamente iria revelar uma nova física e espero fornecer alguns
feedbacks úteis para a física de partículas.”
