Durante as últimas semanas o CERN tem estado extraordinariamente activo. E não há dúvida de que para todos nós que acompanhamos de perto as suas experiências é uma ótima notícia. Há apenas uma semana falamos sobre sua estratégia de ir além das sólidas paredes do modelo padrão na busca por a tão esperada nova física. A sua ferramenta mais poderosa nesta área será o LHC de alta luminosidade (HL-LHC), que provavelmente estará pronto no final desta década.
De qualquer forma, o verdadeiro protagonista desta vez é o experimento ATLAS. Claro que o LHC, o maior acelerador de partículas do CERN, é um ingrediente essencial na maioria dos projetos realizados por esta organização, mas quando se trata de supersimetria o detetor ATLAS ousa contestá-lo. Afinal, ele foi o responsável por coletar os dados que convidam os físicos a olhar para o futuro com otimismo.
Supersimetria é um modelo teórico da física de partículas que propõe a existência de uma partícula hipotética que está emparelhada com cada uma das partículas fundamentais que conhecemos. Procura explicar a relação entre os bósons, que possuem spin inteiro, e os férmions, que possuem spin meio inteiro. Porém, é importante não esquecermos que se trata, como mencionei algumas linhas acima, de um quadro teórico hipotético que, portanto, ainda não foi observado na natureza. Nem mesmo experimentalmente.
A supersimetria aspira andar de mãos dadas com a matéria escura e o problema da hierarquia
Antes de prosseguir, vale a pena parar um pouco para explicar da forma mais intuitiva possível o que é spin. Esta é uma propriedade intrínseca das partículas elementares, tal como a carga eléctrica, derivada do seu momento angular de rotação. A primeira evidência experimental que apoia a sua existência surgiu em 1922, graças às experiências dos físicos alemães Otto Stern e Walther Gerlach, embora os cientistas só tenham começado a compreender a natureza desta propriedade muito importante das partículas elementares alguns anos mais tarde.
O spin é um fenômeno quântico, portanto não é totalmente correto descrevê-lo como um movimento rotacional convencional no espaço.
A razão pela qual não é fácil entender precisamente o que é spin é porque é um fenômeno quântico, portanto não é totalmente correto descrevê-lo como um movimento rotacional convencional no espaço. Mesmo assim, a descrição que propus no parágrafo anterior costuma ser utilizada para fins didáticos porque nos ajuda a intuir sem muito esforço. de que estamos falando. Em qualquer caso, a natureza quântica desta propriedade diz-nos algo importante: medi-la é muito difícil.
As aspirações da supersimetria são muito altas. Os físicos que prevêem a validade deste modelo esperam que seja útil para compreender a natureza da matéria escura, porque é que a massa do bóson de Higgs é extraordinariamente baixa ou qual é a relação que presumivelmente liga as forças fundamentais presentes na natureza. Estas duas últimas questões estão inseridas em uma área de pesquisa conhecida como problema de hierarquia, em que os resultados obtidos experimentalmente não estão alinhados com os modelos teóricos.
Felizmente, os físicos do CERN envolvidos na experiência ATLAS já obtiveram resultados muito promissores. Atualmente, eles estão usando algoritmos de filtragem muito avançados e procedimentos de aprendizado de máquina para analisar dados de colisões entre prótons que coletou este detector entre 2015 e 2018.
Eles estão confiantes na capacidade do ATLAS de lançar luz sobre partículas supersimétricas. Espero que eles não estejam errados. Quem sabe não teremos de esperar muito mais tempo para que os físicos de partículas confirmem que têm provas sólidas da existência de partículas supersimétricas nas suas mãos. Se for esse o caso, um dos principais enigmas da física atual, a natureza da matéria escura, poderá ser definitivamente resolvido.
Imagem de capa: CERN
Mais informação: CERN
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