The basics of the Higgs boson - Dave Barney and Steve Goldfarb

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Tradutor: Sara Oliveira Revisora: Rafael Galupa

So two guys walk into a bar.

Dois homens vão a um bar.

Really?

No, seriously.

- A sério? - Não, a sério.

Two guys walk into a bar,

Dois homens vão a um bar, um café com gelados:

an ice cream bar:

Dave, a physicist working on the Large Hadron Collider at CERN,

Dave, um físico que trabalha no Grande Acelerador de Hadrões, CERN,

the European laboratory for particle physics,

um laboratório europeu de física de partículas,

and Steve, a blues singer.

e Steve, um cantor de "blues".

"Dave, how's it going?"

"Então Dave, tudo bem?"

"Steve, good to see you!"

"Steve, há quanto tempo!"

"Two scoops of chocolate almond for me."

"Duas bolas de amêndoas e chocolate para mim."

"Vanilla shake."

"Batido de baunilha."

"Hey, I just saw something about the LHC on TV.

"Olha, acabei de ver uma coisa sobre o LHC na televisão.

You guys found bozo in your detector?"

Encontraram um palhaço no detetor?"

"Well, not exactly.

"Bem, não exatamente.

We found a boson,

Encontrámos um bosão, provavelmente o bosão de Higgs."

probably the Higgs boson."

"What's that?"

"O que é isso?"

"It's a particle."

"É uma partícula."

"Don't you find particles all the time?"

"Não passam a vida a encontrar partículas?"

"Yes, but this one means

"Sim, mas esta prova

that the Higgs field might really exist."

que o campo de Higgs pode realmente existir."

"Field? What field?"

"Campo? Qual campo?"

"The Higgs field.

"O campo de Higgs.

It's named after Peter Higgs,

Foi batizado em homenagem a Peter Higgs,

although many others contributed to the idea.

apesar de muitos outros terem contribuído para a ideia.

It isn't a field, like where you grow corn,

Não é um campo daqueles em que se cultiva milho,

but a hypothetical, invisible kind of force field

mas um campo de forças hipotético, invisível

that pervades the whole universe."

que permeia todo o universo."

"Hmmmm, okay.

"Hmmm, ok.

If it pervades the whole universe,

Se permeia todo o universo,

how come I've never seen it?

como é que nunca o vi?

That's a bit strange."

É um bocado estranho."

"Well, actually, it's not that strange.

"Bem, na realidade não é assim tão estranho.

Think of the air around us.

Pensa no ar à nossa volta.

We can't see it or smell it.

Não o vemos nem cheiramos.

Well, perhaps in some places we can.

Bem, nalguns sítios até damos por ele.

But we can detect its presence with sophisticated equipment,

Mas podemos detetar a sua presença com equipamento sofisticado,

like our own bodies.

como os nossos próprios corpos.

So the fact that we can't see something

Portanto o facto de não conseguirmos ver alguma coisa

just makes it a bit harder to determine

só torna mais difícil determinar

whether its really there or not."

se está mesmo lá ou não."

"Alright, go on."

"Está bem, continua."

"So, we believe this Higgs field is all around us,

"Portanto, acreditamos que este campo de Higgs

everywhere in the universe.

está à nossa volta, por todo o universo.

And what it does is rather special -

Mas o que ele faz é que é especial,

it gives mass to elementary particles."

dá massa às partículas elementares."

"What's an elementary particle?"

"O que é uma partícula elementar?"

"An elementary particle is what we call

"Uma partícula elementar é o nome que damos

particles that have no structure,

às partículas que não têm estrutura,

they can't be divided,

que não podem ser divididas,

they're the basic building blocks of the universe."

são os tijolos do universo."

"I thought those were atoms."

"Pensava que isso eram os átomos."

"Well, atoms are actually made of smaller components,

"Bem, os átomos são feitos de componentes mais pequenos,

protons, neutrons, and electrons.

protões, neutrões, e eletrões.

While electrons are fundamental particles,

Os eletrões são partículas fundamentais,

neutrons and protons are not.

os neutrões e os protões não são.

They are made up of other fundamental particles called quarks."

Estes são compostos de outras partículas fundamentais chamadas quarks."

"Sounds like Russian dolls.

"Parecem bonecas russas. Isso tem fim?"

Does it ever end?"

"Actually, we don't really know.

"Na realidade não sabemos.

But our current understanding

Mas o conhecimento que temos agora

is called the Standard Model.

baseia-se no Modelo Padrão.

In it, there are two types of fundamental particles:

Segundo ele, existem dois tipos de partículas fundamentais:

the fermions, that make up matter,

os fermiões, que criam matéria,

and the bosons, that carry forces.

e os bosões, que têm carga.

We often order these particles

É comum ordenarmos estas partículas

according to their properties, such as mass.

de acordo com as suas propriedades, como a massa.

We can measure the masses of the particles,

Podemos medir a massa dessas partículas,

but we never really knew where this mass came from

mas nunca soubemos de onde vinha essa massa

or why they have the masses they do."

ou porque é que tinham a massa que tinham."

"So how does this Higgs field thing explain mass?"

"Mas como é que essa coisa do campo de Higgs explica a massa?"

"Well, when a particle passes through the Higgs field,

"Bem, quando uma partícula passa pelo campo de Higgs,

it interacts and gets mass.

interage e ganha massa.

The more it interacts, the more mass it has."

Quanto mais interage, mais massa ganha."

"OK, I kind of get that, but is it really that important?

"Ok, acho que percebo isso, mas é mesmo assim tão importante?

I mean, what if there were no Higgs field?"

Quer dizer, e se o campo de Higgs não existisse?"

"If there were no Higgs field,

"Se o campo de Higgs não existisse, o mundo não existia.

the world wouldn't exist at all.

There would be no stars, no planets, no air, no anything,

Não existiriam estrelas, planetas, ar, nada,

not even that spoon or the ice cream you're eating."

nem sequer a colher ou o gelado que estás a comer."

"Oh, that would be bad.

"Oh, isso era mau.

Okay, but where does this Higgs boson fit into things?"

Ok, mas onde é que este bosão de Higgs entra?"

"Alright, now, you see the cherry in my shake?"

"Bem, estás a ver a cereja no meu batido?"

"Can I have it?"

"Posso ficar com ela?"

"No, not yet. We have to use it as an analogy first."

"Não, ainda não. Vamos usá-la para uma analogia primeiro."

"Oh, right, the cherry's the Higgs boson."

"Oh, ok, a cereja é o bosão de Higgs."

"No, not quite.

"Não exatamente.

The cherry is a particle moving through the Higgs field, the shake.

A cereja é uma partícula que se move no campo de Higgs, o batido.

The shake gives the cherry its mass."

O batido dá massa à cereja."

"I get it. Okay, so the molecules of the shake are the Higgs bosons!"

"Já percebi. Então as moléculas do batido são os bosões de Higgs!"

"Well, you're getting closer.

"Estás mais perto.

It takes an excitation of the Higgs field

O campo de Higgs tem que ser excitado

to produce the Higgs boson.

para produzir os bosões de Higgs.

So, for example, if I were to add energy

Por isso, por exemplo, se eu adicionasse energia

by, say, dropping this cherry in the shake,"

ao, sei lá, deixar cair a cereja no batido,"

"Ah, then the drops that spill on the bar

"Ah, então as gotas que saltam para fora

are the Higgs bosons."

são os bosões de Higgs."

"Almost! The splash itself is the Higgs boson."

"Quase! O mergulho em si é o bosão de Higgs."

"Are you serious?"

"Estás a falar a sério?"

"Well, that's what quantum mechanics teaches us.

"Bem, isso é o que a mecânica quântica nos diz.

In fact, all particles are excitations of fields."

De facto, todas as partículas são excitações dos campos."

"Okay, right. Well, I kind of see why you like particle physics,

"Ok, certo. Acho que percebo porque é que gostas da física das partículas,

it's quite cool,

é bastante porreira,

strange, but cool."

estranha, mas porreira."

"Yeah, you could call it a bit strange,

"Sim, pode-se dizer que é um bocado estranho,

it's not like everyday life.

não é como a vida do dia-a-dia.

The Higgs boson is an excitation of the Higgs field.

O bosão de Higgs é uma excitação do campo de Higgs.

By finding the Higgs boson,

Ao descobrirmos o bosão de Higgs,

we know that the Higgs field exists."

sabemos que o campo de Higgs existe."

"Right. So now you found it,

"Certo. Agora que o encontraram,

we know this Higgs field exists.

sabemos que este campo de Higgs existe.

You must be done.

Está feito.

Is there anything left of particle physics?"

Há mais alguma coisa a fazer na física das partículas?"

"Actually, we've just begun.

"Na realidade acabámos de começar.

It's a bit like, you know, when Columbus thought

É como quando Colombo pensou

he had found a new route to India.

que tinha descoberto uma nova rota para a Índia.

He'd, indeed, found something new,

Ele tinha, de facto, encontrado algo novo,

but not quite what he was expecting.

mas não era exatamente o que ele estava à espera.

So, first, we need to make sure that the boson we found

Por isso, primeiro temos que ter a certeza que o bosão que encontrámos

is actually the Higgs boson.

é mesmo o bosão de Higgs.

It seems to fit, but we need to measure

Parece que é, mas temos que medir

its properties to be sure."

as suas propriedades para ter a certeza."

"How'd you do that?"

"Como fazem isso?"

"Take a lot more data.

"Reunimos muito mais dados.

This new boson lives for only a very short time

Este novo bosão dura muito pouco tempo

before it breaks down or decays

antes de se partir ou degradar

into lighter, more stable particles.

em partículas mais leves e estáveis.

By measuring these particles,

Ao medir estas partículas,

you learn about the properties of the boson."

aprendemos mais sobre as propriedades do bosão."

"And what exactly are you looking for?"

"E o que é que estão à procura exatamente?"

"Well, the Standard Model predicts how often

"Bem, o Modelo Padrão prevê quantas vezes

and in what ways the Higgs boson would decay

e de que forma é que o bosão de Higgs se vai degradar

to the various, lighter particles.

em diversas partículas mais leves.

So we want to see if the particle we have found

Portanto queremos ver se a partícula que descobrimos

is the one predicted by the Standard Model

é a que o Modelo Padrão prevê

or if it fits into other possible theoretical models."

ou se se encaixa em outros modelos teóricos possíveis."

"And if it fits a different model?"

"E se encaixar noutro modelo?"

"That would be even more exciting!

"Isso seria ainda mais excitante!

In fact, that's how science advances.

É assim que a ciência avança.

We replace old models with new ones

Substituímos os velhos modelos por novos

if they better explain our observations."

se explicarem melhor o que estamos a ver."

"Right, so it seems like finding this Higgs boson

"Certo, parece que descobrir este bosão de Higgs

gives a direction for exploration,

aponta o rumo a explorar,

a bit like that Columbus guy heading west."

um bocado como o Colombo quando foi para oeste."

"Exactly! And this is really just the beginning."

"Exatamente! E isto é mesmo só o inicio."