Mecanismo de Higgs

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Teoria quântica de campos

(Diagramas de Feynman)

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Modelo Padrão da física de partículas
Partículas elementares do Modelo Padrão
Tópicos Física de partículas Modelo Padrão Teoria quântica de campos Teoria de gauge Quebra espontânea de simetria Mecanismo de Higgs
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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.

O 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]

O 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.

• Equações de Yang-Mills-Higgs
• Física de partículas

Referências

1. ↑ «Brout-Englert-Higgs mechanism» (em inglês). Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear. Consultado em 15 de abril de 2019 
2. ↑ 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
3. ↑ 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 
4. ↑ 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 
5. ↑ 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 
6. ↑ 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  !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)
7. ↑ 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 
8. ↑ History of Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble Mechanism. Scholarpedia.
9. ↑ «Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble Mechanism». Scholarpedia. Consultado em 16 de junho de 2012 
10. ↑ 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 
11. ↑ 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 
12. ↑ ^{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 
13. ↑ «Press release from Royal Swedish Academy of Sciences» (PDF). 8 de outubro de 2013. Consultado em 8 de outubro de 2013 

Ligações externas

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