Anúncio da descoberta do bóson de Higgs

O bóson de Higgs, por vezes denominado partícula de Higgs, é uma partícula elementar descrita pelo Modelo Padrão da física de partículas, produzida pela excitação quântica do campo de Higgs, um dos campos postulados pela física teórica. No Modelo Padrão, a partícula de Higgs é um bóson escalar massivo que se acopla (interage) com partículas cuja massa provém de suas interações com o campo de Higgs; possui spin nulo, paridade par (positiva), carga elétrica neutra e carga de cor nula. Trata-se de uma partícula instável, sofrendo decaimento em outras partículas em frações infinitesimais de segundo após a sua criação.

O campo de Higgs é um campo escalar composto por duas componentes eletricamente neutras e duas carregadas, formando um dubleto complexo sob a simetria de isospin fraco SU(2). O seu "potencial em chapéu mexicano" induz o campo a assumir um valor não nulo em todas as regiões do espaço (mesmo no vácuo perfeito), o que quebra espontaneamente a simetria de isospin fraco da interação eletrofraca e, mediante o mecanismo de Higgs, confere massa de repouso às partículas elementares massivas do Modelo Padrão, inclusive ao próprio bóson de Higgs. A comprovação da existência real desse campo constituiu a última predição basilar não verificada do Modelo Padrão, sendo tratada durante várias décadas como "o problema central da física de partículas".

Tanto o campo quanto o bóson foram nomeados em homenagem ao físico britânico Peter Higgs, que em 1964, junto a outros cinco cientistas divididos em três grupos independentes, formulou o mecanismo de Higgs, processo pelo qual certas partículas fundamentais adquirem massa. Todas as partículas elementares conhecidas até então deveriam ser desprovidas de massa em escalas de altíssima energia; demonstrar formalmente como algumas delas adquiriam massa em patamares energéticos mais baixos representava um impasse teórico formidável. Caso as hipóteses propostas estivessem corretas, um bóson escalar (dotado de propriedades específicas) deveria obrigatoriamente existir. Essa partícula hipotética foi designada como bóson de Higgs, passando a servir de parâmetro de teste decisivo para determinar a validade física do campo.

Após uma busca de quarenta anos, uma partícula subatômica compatível com as previsões teóricas foi descoberta em 2012 pelos experimentos ATLAS e CMS no Grande Colisor de Hádrons (LHC) do CERN, nas proximidades de Genebra, Suíça. Análises subsequentes confirmaram que o comportamento do novo estado coincidia com as propriedades esperadas para o bóson de Higgs. Físicos de duas das três equipes pioneiras, Peter Higgs e François Englert, foram laureados com o Nobel de Física em 2013 por suas deduções teóricas. Embora a teoria tenha se consagrado associada ao nome de Higgs, múltiplos pesquisadores desenvolveram partes constitutivas do modelo de maneira independente entre 1960 e 1972.

Nos meios de comunicação populares, o bóson de Higgs foi frequentemente rotulado como a "partícula de Deus", epíteto derivado do livro de divulgação científica lançado em 1993 pelo Nobel de Física Leon M. Lederman, intitulado A Partícula de Deus. O apelido é amplamente criticado pela comunidade de físicos, incluindo o próprio Peter Higgs.