CN 2013
“Cientistas podem ter encontrado a partícula de Deus." Com essa frase estampada em manchetes pelo mundo, o maior experimento científico do planeta recuperou parte de sua reputação. Devido a uma falha de soldagem, o CERN, uma máquina de US$10 bilhões ficou inoperante por mais de um ano mas sua pista de 27 km enterrada sob a fronteira entre a França e a Suíça produziu resultados que podem justificar o investimento e uma das ideias mais importantes da física pode ser comprovada: o bóson de Higgs, mais conhecido por partícula de Deus.
Os cientistas provocaram no CERN, colisões frontais entre pedaços de átomos, criando explosões com intensidades similares à do Big Bang, mas confinadas a um espaço ínfimo. No meio dessas explosões deveriam aparecer bósons de Higgs soltos, assim como havia há 13,7 bilhões de anos, segundo a teoria idealizada por Petter Higgs em 1966. Naquele estágio inicial do Cosmos, o que chamamos massa ainda não existia: era uma coleção de partículas subatômicas movendo-se à velocidade da luz. Num certo momento, os chamados bósons de Higgs, que estavam espalhados por todo o universo, uniram-se e formaram um "oceano" invisível - o Oceano de Higgs, dando origem a matéria como a conhecemos hoje. Para algumas outras partículas que vagavam pelo universo - como os fótons - nada mudou mas para outras, como os quarks (que formam basicamente todo a matéria), fez toda a diferença. Atribui-se o nome de “massa” à força que os quarks fazem para atravessar esse oceano. Ou seja, sem os bósons, a matéria não existiria.
(texto adaptado do artigo publicado na Revista Superinteressante de fevereiro de 2012)
A partir das ideias de Higgs e dos experimentos apresentados no texto, é correto afirmar que
as partículas elementares da matéria foram inicialmente formadas por bósons e fótons.
os quarks se fragmentaram no início do universo dando origem aos bósons.
os bósons deram origem aos quarks, e estes aos prótons, elétrons e nêutrons.
prótons, elétrons e nêutrons uniram-se há 13,7 bilhões de anos para formar os fótons, e destes originaram-se os quarks.
o oceano de Higgs originou a matéria como conhecida hoje a partir da associação de bósons, fótons e quarks.
Resolução
Resolução detalhada
O texto descreve o mecanismo de Higgs: em um Universo ainda muito jovem, os bósons de Higgs formaram um “oceano” invisível. Partículas que interagem com esse oceano (por exemplo, os quarks) adquirem massa; partículas que não interagem (por exemplo, os fótons) continuam sem massa.
Sabendo disso, avaliemos cada alternativa:
- (A) Diz que as partículas elementares foram formadas por bósons e fótons. O texto afirma que quarks (fermions) também estavam presentes – logo, a afirmação é incompleta.
- (B) Inverte a ordem: não foram os quarks que se fragmentaram para gerar bósons.
- (C) Afirma que os bósons deram origem aos quarks e estes formaram prótons, nêutrons e elétrons. A ideia principal do texto é justamente que o “oceano” de bósons permitiu que quarks (e demais partículas que interagem com ele) surgissem com massa; depois, quarks juntam-se em hádrons (prótons e nêutrons). Assim, é a opção em maior consonância com o texto.
- (D) Traz sequência temporal e causal completamente oposta ao texto.
- (E) Inclui fótons – mas o texto diz que nada mudou para eles. Portanto, não é correta.
Logo, a alternativa correta é a C.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Bóson de Higgs: partícula associada ao campo de Higgs. A interação das demais partículas com esse campo confere massa a elas.
- Quarks: partículas fundamentais que, quando ligados por glúons, formam hádrons (prótons, nêutrons).
- Fótons: bósons portadores da força eletromagnética; não interagem com o campo de Higgs → permanecem sem massa.
- Formação da matéria: quarks (com massa) combinam-se posteriormente dando origem às partículas compostas que constituem a matéria ordinária.
