Quebra espontânea de simetria e mecanismo de Higgs: uma abordagem a partir dos osciladores harmônico simples e anarmônico.

Abstract

Nesta contribuição, apresentamos um tema avançado de grande relevância na Física: a quebra espontânea de simetria – fundamental para o chamado Mecanismo de Higgs – numa abordagem adequada ao ensino médio. O modelo matemático da quebra de simetria é abordado a partir da analogia entre os osciladores harmônico simples e anarmônico. Na sequência, discutimos como a massa física do bóson de Higgs surge a partir da oscilação da coordenada oscilatória de Higgs, aqui desempenhando o papel do campo de Higgs. Também propomos o uso de simulação computacional, utilizando o software Modellus , para estudar a energia dos osciladores. O objetivo de propor a simulação é tornar a aprendizagem mais eficiente e aumentar o protagonismo do aluno.

Discutindo a concepção newtoniana do movimento circular uniforme utilizando TICs

“…Através do software gratuito Modellus versão 4.01 criamos simulações para o movimento de uma partícula percorrendo o perímetro de polígonos inscritos no interior de um círculo de raio R. Através do mesmo, simulações podem ser criadas por meio de modelagem matemática, utilizando funções e equações diferenciais [7][8][9]. Para simular o movimento poligonal, utilizamos equações paramétricas no tempo de retas descrevendo os movimentos retilíneos com velocidade de módulo constante v, entre As simulações são construídas dividindo o movimento ao longo de uma volta completa em N partes, para cada direção de velocidade definida após cada colisão.…”