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Nova Física

Colidindo protões a energias cada vez maiores e cada vez mais frequentemente, o LHC continua a viagem emocionante em direção à nova física, permitindo aos físicos de todo o mundo explorarem um território antes inexplorado pleno de expectativa.

Como parte da pesquisa por nova física em LHC, introduzimos o bosão Z'. Esta partícula é um parceiro mais pesado do bosão Z e é prevista por algumas teorias para além do Modelo Padrão (MP) que requerem a introdução duma nova força fraca.

Vamo-nos concentrar em duas das grandes questões na física atual: a natureza da matéria escura (DM) e o comportamento da Gravidade à escala microscópica quântica.

Observações astronómicas de efeitos gravitacionais indicam-nos que 85% de toda a matéria no universo é escura, e que a matéria normal (átomos feitos de eletrões e quarks up e down) só contribuem para 5% do conteúdo energético do universo. Partículas massivas só com interações fracas (WIMPs do inglês Weakly Interactive Massive Particles), são boas candidatas a partículas de matéria escura. WIMPs são expectáveis em modelos com supersimetria, a extensão mais popular do MP.

Analogamente às outras forças na natureza, a força gravítica também deve ser transportada pelo hipotético gravitão, que ainda não foi observado. Enquanto ainda não existe uma descrição quântica satisfatória da gravidade, teorias supersimétricas propõem a inclusão da gravidade no quadro teórico de uma forma elegante. A noção de partícula elementar é substituída pela noção de objetos extensos - cordas - vivendo num espaço com 10 ou 11 dimensões de espaço-tempo, requerendo assim 6 ou 7 dimensões extra de espaço.

Haverá mais dimensões de espaço do que as 3 conhecidas, que permitiriam que fenómenos relacionados com a gravidade, como buracos negros microscópicos e gravitões, fossem descobertos na era do LHC?

Se acessíveis, os novos fenómenos descritos anteriormente poderiam ser observados e estudados pelas experiências ATLAS e CMS em LHC.