Mecanismo de Higgs
No Modelo Padrão da física de partículas, o mecanismo de Higgs ou mecanismo de Brout–Englert–Higgs[1] é essencial para explicar o processo de geração de massa dos bósons de gauge. Sem o mecanismo de Higgs, ou algum outro mecanismo semelhante, todos os bósons (um tipo de partícula fundamental) não teriam massa, mas medidas experimentais mostram que W+, W−, e bósons Z apresentam massas relativamente grandes, em torno de 80 GeV/c2. O campo de Higgs resolve esse problema. A descrição mais simples do mecanismo adiciona ao Modelo Padrão um campo quântico (o campo de Higgs) que permeia todo o espaço. Abaixo de uma temperatura extremamente alta, o campo sofre quebra espontânea de simetria durante interações. A quebra da simetria desencadeia o mecanismo de Higgs, fazendo com que os bósons interajam e adquiram massa. No Modelo Padrão, a frase "mecanismo de Higgs" refere-se especificamente à geração das massas dos bósons de gauge W±, e Z por meio da quebra da simetria eletrofraca.[2] O Grande Colisor de Hádrons do CERN anunciou resultados consistentes com o bóson de Higgs previsto pelo MP em 14 de Março de 2013, tornando extremamente provável a existência desse campo na natureza.
História
editarO mecanismo foi proposto em 1962 por Philip Warren Anderson,[3] dando continuidade a um trabalho feito no fim dos anos 1950 sobre quebra de simetria em supercondutividade e em um artigo de 1960 escrito por Yoichiro Nambu que discutiu sua aplicação em física de partículas. Uma teoria de gauge capaz de explicar a geração de massa foi publicada quase simultaneamente por três grupos independentes em 1964: por Robert Brout e François Englert;[4] por Peter Higgs;[5] e por Gerald Guralnik, C. R. Hagen, e Tom Kibble.[6][7][8] Por isso, o mecanismo de Higgs também é chamado de mecanismo de Brout–Englert–Higgs ou mecanismo de Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble,[9] mecanismo de Anderson–Higgs,[10] mecanismo de Anderson–Higgs-Kibble,[11] mecanismo de Higgs–Kibble por Abdus Salam[12] e mecanismo de ABEGHHK'tH [para Anderson, Brout, Englert, Guralnik, Hagen, Higgs, Kibble e 't Hooft] por Peter Higgs.[12]
Em 8 de outubro de 2013, após a descoberta feita no LHC de uma nova partícula semelhante ao tão procurado bóson de Higgs predito pela teoria, foi anunciado que Peter Higgs e François Englert seriam agraciados com o Prêmio Nobel em Física de 2013 (o co-autor de Englert, Robert Brout, morreu em 2011 e o Prêmio Nobel não costuma ser concedido a falecidos).[13]
Modelo Padrão
editarO mecanismo de Higgs foi incorporado na física de partículas moderna por Steven Weinberg e Abdus Salam e é uma parte essencial do Modelo Padrão. No Modelo Padrão, a temperaturas altas o suficiente para não quebrar a simetria eletrofraca, todas as partículas elementares não apresentam massa. Em uma certa temperatura crítica o campo de Higgs torna-se taquiônico, a simetria é espontaneamente quebrada por condensação, e os bósons W e Z adquirem massas (EWSB é a abreviação em inglês para quebra da simetria eletrofraca).
Férmions, tais como léptons e quarks do Modelo Padrão, também podem adquirir massa como resultado de suas interações com o campo do Higgs, mas o mecanismo não é igual ao que ocorre na aquisição da massa dos bósons de gauge.
Ver também
editarReferências
- ↑ «Brout-Englert-Higgs mechanism» (em inglês). Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear. Consultado em 15 de abril de 2019
- ↑ G. Bernardi, M. Carena, and T. Junk: "Higgs bosons: theory and searches", Reviews of Particle Data Group: Hypothetical particles and Concepts, 2007, http://pdg.lbl.gov/2008/reviews/higgs_s055.pdf
- ↑ P. W. Anderson (1962). «Plasmons, Gauge Invariance, and Mass». Physical Review. 130 (1): 439–442. Bibcode:1963PhRv..130..439A. doi:10.1103/PhysRev.130.439
- ↑ F. Englert and R. Brout (1964). «Broken Symmetry and the Mass of Gauge Vector Mesons». Physical Review Letters. 13 (9): 321–323. Bibcode:1964PhRvL..13..321E. doi:10.1103/PhysRevLett.13.321
- ↑ Peter W. Higgs (1964). «Broken Symmetries and the Masses of Gauge Bosons». Physical Review Letters. 13 (16): 508–509. Bibcode:1964PhRvL..13..508H. doi:10.1103/PhysRevLett.13.508
- ↑ G. S. Guralnik, C. R. Hagen, and T. W. B. Kibble (1964). «Global Conservation Laws and Massless Particles». Physical Review Letters. 13 (20): 585–587. Bibcode:1964PhRvL..13..585G. doi:10.1103/PhysRevLett.13.585
- ↑ Gerald S. Guralnik (2009). «The History of the Guralnik, Hagen and Kibble development of the Theory of Spontaneous Symmetry Breaking and Gauge Particles». International Journal of Modern Physics. A24 (14): 2601–2627. Bibcode:2009IJMPA..24.2601G. arXiv:0907.3466
. doi:10.1142/S0217751X09045431
- ↑ History of Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble Mechanism. Scholarpedia.
- ↑ «Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble Mechanism». Scholarpedia. Consultado em 16 de junho de 2012
- ↑ Liu, G. Z.; Cheng, G. (2002). «Extension of the Anderson-Higgs mechanism». Physical Review B. 65 (13). 132513 páginas. Bibcode:2002PhRvB..65m2513L. arXiv:cond-mat/0106070 . doi:10.1103/PhysRevB.65.132513
- ↑ Matsumoto, H.; Papastamatiou, N. J.; Umezawa, H.; Vitiello, G. (1975). «Dynamical rearrangement in the Anderson-Higgs-Kibble mechanism». Nuclear Physics B. 97. 61 páginas. doi:10.1016/0550-3213(75)90215-1
- ↑ a b Close, Frank (2011). The Infinity Puzzle: Quantum Field Theory and the Hunt for an Orderly Universe. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-959350-7
- ↑ «Press release from Royal Swedish Academy of Sciences» (PDF). 8 de outubro de 2013. Consultado em 8 de outubro de 2013
