Seis anos depois da descoberta do Bosão de Higgs, observou-se finalmente o seu decaimento para quarks b, ou bottom, o segundo mais pesado dos seis tipos de quarks existentes, depois de se combinarem dados de vários períodos de funcionamento do acelerador LHC.

Os novos desenvolvimentos surgem da continuação das experiências ATLAS e CMS do LHC, em que Portugal participa desde o início, através do Laboratório de Instrumentação e Partículas (LIP). O envolvimento do laboratório na análise do decaimento do Higgs em quarks b, agora em questão, decorre há quase uma década.

A observação abre caminho para estudar com maior precisão as interações do bosão de Higgs com os quarks t e b, e assim testar as propriedades desta partícula única, explica o LIP. Os resultados da análise podem vir a responder a alguns dos mais profundos mistérios da física de partículas, acrescenta-se.

O Modelo Padrão prevê que o bosão de Higgs decaia para quarks b em cerca de 60% dos casos, mas verificar esta previsão é importante para confirmar o modelo - e a ideia fundamental de que é o campo de Higgs que dá massa a todas as partículas elementares - ou, pelo contrário, minar as suas fundações e procurar indícios de nova física.

Para isolar o sinal, as equipas das colaborações ATLAS e CMS combinaram dados de vários períodos de funcionamento do LHC, com colisões diversas, e empregaram métodos de análise de dados muito complexos. O resultado foi uma observação estatisticamente significativa (mais de 5 sigma) do decaimento do Higgs num par de quarks b.

tek calculos quark b
tek calculos quark b

Considera-se que este decaimento do Higgs seja o mais frequente de todos, no entanto, detetá-lo é tudo menos fácil. Neste caso, demorou seis anos.

“Os belíssimos resultados já conseguidos vêm reforçar os nossos planos de melhorar o acelerador para aumentar substancialmente a quantidade de dados recolhidos”, afirmou Eckhard Elsen, director de Pesquisa e Computação do CERN. “Está agora demonstrado que os métodos de análise são capazes de atingir a precisão suficientemente para explorar todas as possibilidades que a física nos abre, incluindo, esperamos, a nova física que até agora se tem escondido de forma tão subtil”.