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LHC: O Gigante Mostra a Sua Cara

Terça-feira, 30 de Março de 2010, em fim o LHC conseguiu acelerar e colidir partículas. Essa tarefa de poucas horas gerou uma quantidade de dados e informações que levarão anos para serem analisadas pela dezena de cientistas envolvidos nos experimentos. O LHC é realmente uma ferramenta científica maravilhosa. Aqui um resumo do que é e para que serve esse colisor de hádrons.

Finalmente! Aconteceu uma colisão de partículas dentro do grande detector de partículas ATLAS no CERN, como pode ser visto no display de eventos eletrônicos do detector, o qual mostra várias partículas subatômicas geradas a partir da colisão, ela realmente aconteceu. O LHC colide partículas no ATLAS e em mais três outros detectores, e os físicos têm esperado desde 1994 quando o projeto do LHC foi aprovado para observar eventos desse tipo.

Um evento de colisão é percebido dentro do Solenóide Compacto de Múons (CMS). O CMS e o ATLAS irão correr para registrar essas partículas como o bóson de Higgs que há muito tempo é procurado, a chave dos físicos para isso é explicar sobre a massa, existente em cada uma dessas colisões.

Para aqueles que ainda não conhecem o LHC ou Grande Colisor de Hadron, é o colisor de átomos com mais alta energia já construído. A máquina se localiza, 100 metros abaixo da fronteira entre a Suíça e a França, próximo a cidade de Genebra. Prótons são acelerados através de dois anéis gêmeos do LHC em direções opostas e colidem dentro de quatro enormes detectores de partículas espaçados dentro do anel.

Para os físicos de partículas o LHC pode ser considerado o centro do universo no mínimo. Milhares de cientistas de dezenas de países aglomeram-se no CERN, para participar dos experimentos.

O LHC é o mais ambicioso e o mais sofisticado acelerador de partículas já construído e talvez o maior instrumento científico já criado. Ainda assim, no interior dos túneis as imagens se assemelham a verdadeiros esgotos com tubulações grosseiras se espalhando por toda a sua extensão.

Escavações para abrigar as enormes cavernas dos detectores de partículas estavam em andamento em 2000, mesmo com outro acelerador, o Grande Colisor de Elétron-Posítron funcionando no que é agora o túnel do LHC.

A construção do LHC levou mais tempo do que se imaginava. Originalmente os físicos tinham a esperança de iniciar os trabalhos em 2005. No fim, os últimos magnetos principais da máquina só entraram no túnel em 2007.

Com seus 46 metros de comprimento e 26 metros de altura, o ATLAS é o maior detector de partículas do LHC. Sua proposta principal é detectar o bóson de Higgs, partícula prevista pela teoria da super simetria, além disso, outras surpresas da natureza podem aparecer no detector.

O CMS é menor do que o ATLAS. Mas seu peso é de 12500 toneladas cúbicas mais do que um navio de guerra. Ele também foi desenhado para detectar o bóson de Higgs, partículas super simétricas e sinais de dimensões extras no espaço.

Para alguns experimentos, o LHC irá colidir núcleos pesados para tentar recriar a sopa de patículas fundamentais denominada de plasma de quark-guon. Essa estranha mistura preenchia a infância do universo, para isso o detector ALICE foi especialmente desenvolvido.

O menor dos detectores do LHC, chamado de LHCb está localizado em uma sala experimental. O objetivo desse detector é estudar partículas familiares chamadas de mésons B com grande detalhe para tentar entender a pequena assimetria existente entre matéria e antimatéria denominada de “violação CP”.

O CERN chamou pela primeira vez a atenção mundial, quando tentou pela primeira vez circular feixes nos anéis do laboratório em 10 de Setembro de 2008. O processo inteiro levou apenas algumas horas, mas foi o suficiente para lotar a sala de controle do LHC.

Nove dias depois, o LHC sofreu uma perda catastrófica, quando uma conexão elétrica entre dois magnetos supercondutores derreteu, disparando uma reação em cadeia de falhas mecânicas. O acidente fez com que a máquina ficasse desligada por 14 meses.

A maior parte do estrago foi feita quando hélio líquido fervendo inundou os revestimentos dos magnetos, desestabilizando a pressão e partindo os magnetos gigantes de 35 toneladas em pequenos blocos.

Os pesquisadores do CERN gastaram meses restaurando o LHC com um sistema de alarme melhorado que garantisse que o LHC nunca mais sofreria uma falha elétrica. Contudo conexões suspeitas ainda residem dentro da máquina, o que fará com ele só acelere com força total em 2012. Em 2013 os técnicos do CERN irão reparar e trocar as mais de 10000 conexões da máquina.

Até lá os físicos terão muito trabalho em analisar todos os dados adquiridos com as colisões realizadas nessa semana.

Fonte:

http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/03/slideshow-whats-next-for-the-lhc.html

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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