Por María Moreno Llácer
Publicado no El País
Para lhe dar uma resposta, preciso explicar primeiro o que é o bóson de Higgs e o que são férmions. Todos eles são partículas elementares ou fundamentais, ou seja, são partículas que não podem mais ser divididas. Nós e tudo o que observamos no universo são compostos de átomos que têm um núcleo cercado por elétrons. O elétron é uma daquelas partículas que não podem mais ser divididas. No entanto, o núcleo dos átomos é composto de prótons e nêutrons. E essas partículas podem ser divididas um pouco mais até chegarmos aos quarks, que não podem mais ser divididas. Os quarks, junto com os elétrons que estão fora do núcleo, são o que chamamos de férmions. Os férmions são as partículas que formam a matéria.
Na física fundamental, distinguimos entre dois tipos de partículas, por um lado esses férmions e, por outro lado, bósons. E essa distinção é feita de acordo com uma característica muito particular delas chamada spin. O spin é uma propriedade física, como carga elétrica, relacionada ao momento angular quântico. As partículas que compõem a matéria são férmions e têm um spin de ½. Por outro lado, temos bósons que têm um spin inteiro e que são as partículas responsáveis pela força, ou seja, que os férmions interagem uns com os outros. Poderíamos dizer que os bósons são a cola que liga os férmions.
Dentro dos bósons existem vários tipos de classes dependendo do tipo de força em que agem. Por um lado, há o fóton, responsável pela luz, pela interação eletromagnética; as partículas W e Z, responsáveis pela interação fraca, que é a força relacionada ao decaimento nuclear dos átomos; o terceiro tipo de bósons são os glúons, responsáveis pela interação forte, ou seja, a interação entre os quarks que são, como mencionei antes, um tipo de férmions; e existe um quarto tipo de bóson que é o bóson de Higgs. Fótons, partículas W e Z e glúons têm spin igual a 1. Mas o bóson de Higgs é o único que possui spin igual a 0.
Os férmions também são classificados em dois tipos, quarks e léptons. A primeira diferença entre eles é a carga elétrica, os quarks, dos quais existem seis tipos, sempre têm cargas fracionárias e são aqueles que constituem, por exemplo, os prótons e nêutrons que estão dentro do núcleo. Os léptons, dos quais existem seis outros tipos, têm carga elétrica negativa ou positiva se forem antipartículas ou carga 0, que é o mesmo que nulo. Os elétrons têm uma carga negativa e seus neutrinos correspondentes (uma partícula muito especial) não têm carga. Outra diferença entre eles é que os quarks têm uma carga de cor, o que significa que são afetados por uma interação forte, enquanto os léptons não são.
Como expliquei no começo, os férmions são o que constituem a matéria e os bósons são mediadores das forças. O bóson de Higgs é particular porque explica a origem da massa das partículas. Ou seja, é acoplado a outras partículas proporcionalmente à sua massa. O fóton responsável pela interação eletromagnética nos diz qual carga elétrica os férmions possuem; os bósons W e Z explicam o spin das partículas; os glúons nos dizem se os férmions têm ou não uma carga de cor: com quarks, que possuem uma carga de cor, eles interagem, mas com léptons, que não têm, eles não interagem.
O que dá massa às partículas não é o próprio bóson de Higgs, mas sua interação com o campo de Higgs. Este campo pode ser imaginado como um oceano que permeia todo o universo e no qual as partículas estão nadando. As partículas interagem com o campo de Higgs e adquirem massa. Este campo de Higgs requer uma partícula que a compõe e é o que chamamos de bóson de Higgs. Uma maneira de visualizá-lo é imaginar uma sala cheia de campos de Higgs e na qual uma pessoa entra. Essa pessoa, de acordo com sua massa, interagirá mais ou menos com esse campo de Higgs. Quanto maior a interação, maior será seu peso e sua massa. Mas essa massa não sai do bóson de Higgs, mas é uma troca de energia entre o férmion e o campo de Higgs.
