Cientistas preveem a existência de um novo bóson: o Bóson de Mandala

O Bóson de Mandala pode auxiliar na compreensão da matéria escura.

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Uma imagem gerada pelo computador do acelerador de partículas LHC no CERN, no túnel originalmente construído para o acelerador LEP. Créditos: CERN

Traduzido de Phys.org

Os cientistas do Grupo de Física de Altas Energias (HEP, na sigla em inglês) da Universidade de Witwatersrand, em Joanesburgo (África do Sul) previram a existência de um novo bóson que pode ajudar na compreensão da Matéria Escura no universo.

Usando dados de uma série de experimentos, os levou à descoberta e a primeira exploração do Bóson de Higgs na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN, na sigla em francês) em 2012, o grupo estabeleceu o que eles chamam de Hipótese de Mandala, descrevendo um novo bóson nomeado como Bóson de Mandala (tradução livre). O experimento foi reproduzido em 2015 e 2016, dois anos e meio depois do desligamento do Grande Colisor de Hádrons (LHC, sigla em inglês) no CERN. Os dados relatados pelos experimentos do LHC em 2016 corroboram as características dos dados que formulavam a Hipótese de Mandala, primeiramente.

“Com base em uma série de características e peculiaridades dos dados relatados nos experimentos do LHC recolhidos até o final de 2012, o grupo de físicos de Witwatersrand, em colaboração com cientistas na Índia e Suécia, formularam o que eles chamam de Hipótese de Mandala”, diz o professor Bruce Mellado, que está liderando o grupo de físicos em Witwatersrand (Universidade Wits).

A equipe do projeto Wits Mandala consiste de aproximadamente 35 jovens estudantes e pesquisadores sul-africanos e africanos que atualmente estão contribuindo para a compreensão dos dados que estão vindo dos experimentos do LHC, juntamente com as investigações fenomenológicas de teóricos como o professor Alan Cornell e o Dr. Mukesh Kumar, e apoio na área de instrumentação para detecção do professor Elias Sideras-Haddad (todos da Universidade Wits).

A hipótese descreve a existência de um novo bóson e um novo campo, similar ao Bóson de Higgs. No entanto, onde o bóson de Higgs interage somente com a matéria conhecida, no Modelo Padrão da Física, o bóson de Mandala interage com a Matéria Escura, que compõe cerca de 27% do universo.

“A física hoje está em uma encruzilhada parecida com os tempos de Einstein e os pais da Mecânica Quântica”, diz Mellado. “A física clássica falhou em explicar um número de fenômenos e, como resultado, precisou ser revolucionada com novos conceitos, como a relatividade e a física quântica, levando à criação do que hoje conhecemos como física moderna”.

A teoria que sustenta a compreensão das interações fundamentais na natureza da física moderna é conhecida como o Modelo Padrão da Física. Com a descoberta do bóson de Higgs no LHC, em 2012, na qual o Prêmio Nobel de Física foi concedido em 2013, o modelo padrão da física está concluído. No entanto, este modelo não é suficiente para descrever uma série de fenômenos, como a Matéria Escura.

O universo é feito de massa e energia. A massa que podemos tocar, cheirar e ver, a massa que pode ser explicada pelo bóson de Higgs, representa apenas 4% da estimativa de massa e energia do universo. O restante da massa no Universo é simplesmente desconhecida, no entanto, representa cerca de 27% do mundo que nos rodeia. O próximo grande passo para a física de interações fundamentais agora é compreender a natureza da Matéria Escura no universo: de que é feita? Quantos tipos diferentes de partículas existem? Como elas interagem entre si? Como é que interagem com a matéria conhecida? O que isto pode nos dizer sobre a evolução do universo?

A descoberta do bóson de Higgs no LHC no CERN abriu a porta para fazer descobertas ainda mais inovadoras, tais como a observação de novos bósons que estão ligados a forças e partículas anteriormente desconhecidas. Estas novas partículas podem explicar de onde a matéria desconhecida do universo vem.

“As impressionantes previsões de assinaturas feitas pela hipótese de Mandala estão sendo procuradas pelos jovens cientistas do grupo de físicos da Wits”. Destes cientistas incluem o Dr. Deepak Kar e o Dr. Xifeng Ruan, dois novos acadêmicos no grupo, que têm experiência no LHC.

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