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O LHC Volta a Ativa Obtendo Dados Com Colisões de Energia Recorde de 13 TeV

Space Today
4 jun 2015

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O LHC – Large Hadron Collider, ou Grande Colisor de Hádrons – reiniciou suas investigações científicas depois de dois anos de pausa.

Os cientistas estão esperando pelos primeiros novos dados começarem a fluir pelo colisor de partículas subterrâneo, pavimentando o caminho para uma nova era na física.

Na quarta-feira, dia 3 de Junho de 2015, a grande máquina acelerou feixes de prótons juntos em energias muito maiores do que aquelas alcançadas durante a primeira temporada de pesquisas acontecida entre os anos de 2010 e 2013.

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Essas novas energias devem permitir que os físicos comecem a caçar por sinais de um novo fenômeno científico.

Situado 100 m abaixo da tranquila fronteira entre a França e Suíça, o acelerador de partículas operado pelo Cern já tinha feitos testes de colisões na energia de 13 trilhões de elétron volts, ou TeV, algo bem maior do que a marca de 8 TeV alcançada durante a primeira rodada do LHC.

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Agora, com as primeiras “colisões físicas”, os cientistas podem começar seus trabalhos.

Às 09:40, os operadores na sala de controle em Genebra guiaram dois feixes estáveis de partículas de prótons ao redor do LHC antes de colidirem um feixe com outro em pontos designados do anel subterrâneo de 27 km de comprimento.

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Imensos detectores estacionados nessas posições começaram a registrar os choques energéticos, capturando a informação necessária para eventualmente identificar novas partículas exóticas no reino sub-atômico.

O diretor geral do Cern, Rolf Heuer, parabenizou a equipe, mas alertou a todos contra as expectativas por novos resultados, é muito cedo ainda, disse ele. “Isso não acontecerá amanhã, sejam pacientes”.

Mas ele explicou: “Nós estamos vivendo um momento fantástico”.

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Fabiola Gianotti, a diretora geral eleita, adicionou: “Uma energia maior nos permitirá a cessar grandes questões no campo da física das partículas”.

Sergio Bertolucci, chefe de pesquisa do Cern, comentou: “Nós temos a melhor nave no mundo, nós temos a melhor tripulação – agora nós estamos prontos para começar a próxima exploração”.

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Ele adicionou: “Nós estamos entrando num espaço vastamente novo e certamente teremos grandes surpresas”.

Os operadores encontraram problemas com a máquina no início da manhã de quarta-feira, e em um estágio, o feixe de próton se perdeu. Mas eles resolveram os problemas técnicos para dar início às colisões.

Durante sua rodada inicial, a grande descoberta feita pelo LHC foi a do Bóson de Higgs – o último pedaço que faltava no chamado Modelo Padrão, que tem sido a teoria predominante da física de partículas desde 1970. Mas o aumento da energia é vital para se poder entrar num novo domínio onde mais descobertas sobre o universo são possíveis.

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“Esse período é realmente quando nós vamos começar a registrar os primeiros dados significantes a partir de colisões de 13 TeVs. Agora é apenas o começo”, disse Dan Tovey, professor de física de partículas na Universidade de Sheffield, no Reino Unido.

“Nos próximos meses, as taxas de colisões aumentarão de forma significante, assim, pode ser que no meio do verão nós já tenhamos dados suficientes, que nós podemos começar a atingir novas pesquisas para uma nova física além do Modelo Padrão, que não seriam possíveis de serem realizadas com a rodada anterior do LHC”.

As descobertas iniciais podem ser partículas invisíveis àquelas do Modelo Padrão que são parte de um esquema conhecido como supersimetria, ou SUSY.

Muitos físicos tinham a esperança de detectar pistas da SUSY antes do LHC ter sido desligado no início de 2013, mas sem evidências tendo sido encontradas até então, uma grande reestruturação tem sido necessária, com algumas variantes do esquema sendo possíveis de serem identificadas com esse aumento na energia do LHC.

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O Prof. Tovey disse que isso tinha um “grande impacto”, no campo, mas adiciona “existe uma imensa região de espaço de parâmetros que ainda é permitido, e assim as esperanças de uma descoberta são altas”. Como muitos outros físicos de partículas, ele acredita que a física de partículas é o melhor arcabouço atual para explicar algumas das limitações do modelo padrão.

Uma das primeiras partículas da supersimetria a ser detectada pode ser uma chamada de gluino. Outra nova adição ao zoológico de blocos fundamentais cósmicos pode ser a partícula responsável pela matéria escura que constitui cerca de 27% do universo.

Pelo fato da matéria escura ser esperada ser invisível em escalas sub-atômicas e astronômicas, os físicos terão que buscar por evidências indiretas de sua geração. Um dos sinais fundamentais de que a matéria escura pode ter sido gerada é um aparente desequilíbrio no momento antes e depois de uma colisão de partículas, conhecido como “Energia Transversa Perdida”.

“Se você observar essa assinatura no LHC que não pode ser explicado pelo Modelo Padrão físico, o que isso talvez nos diga é que você está transformando matéria normal em matéria escura. Se esse é o caso, o LHC agiria como uma fábrica de matéria escura, o que é uma ótima ideia”, disse Dan Tovey.

O aumento das energias de colisões para 13 TeV tem sido possível depois de dois anos de programas de reparos e atualizações, incluindo a revisão de milhares de conexões entre os imãs supercondutores do LHC, depois que vazamentos foram encontrados.

“Nós fizemos mudanças, atualizações e modificações para que a máquina possa rodar em energias mais altas”, disse Paul Collier o chefe do departamento de feixes do Cern.

“A coisa sobre o LHC é que você está lidando com muitos sistemas diferentes, mas todos eles têm que trabalhar em conjunto para garantir que nós estamos na mesma sintonia”.

Durante os próximos meses, disse ele, “nós iremos aumentar lentamente as taxas de colisões, mas isso precisa ser feito em condições estáveis”.

Os feixes de próton no LHC contêm tanta energia quanto a de um trem bala, mas cada feixe contém bilhões de partículas – somente uma fração dessas partículas é que colidem nos pontos de cruzamento.

A energia de dois prótons colidindo no LHC é equivalente a de uma dezena de mosquitos voando. Mas a coisa extraordinária sobre essa máquina, é que a energia está empacotada num espaço minúsculo, bilhões de vezes menor do que um humilde mosquito.

Dessa maneira, o colisor é capaz de recriar as densidades de energia perto daquelas que existiram logo após o Big Bang – permitindo assim que os físicos pesquisem sobre a fábrica do cosmos.

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Fonte:

http://www.bbc.com/news/science-environment-32976838

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Comentários

  • Scott Carey

    Excelente matéria; concisa e muito instrutiva. Obrigado e parabéns.