Os cientistas que supervisionam o maior acelerador de partículas da Terra o ligaram pela primeira vez em três anos neste fim de semana, dia 22 de abril de 2022, para resolver alguns dos maiores mistérios da física.
O Large Hadron Collider (LHC), o poderoso acelerador de partículas localizado no CERN perto de Genebra, na Suíça, foi religado, na sexta-feira (22 de abril) após um desligamento de três anos para manutenção e atualizações. A reativação deu início ao que os cientistas chamam de Run 3 , a terceira corrida científica do LHC, que realizará experimentos até 2024.
“As máquinas e instalações passaram por grandes atualizações durante o segundo longo desligamento do complexo de aceleradores do CERN”, disse Mike Lamont, diretor de aceleradores e tecnologia do CERN. “O próprio LHC passou por um extenso programa de consolidação e agora operará com uma energia ainda maior e, graças a grandes melhorias no complexo de injetores, fornecerá significativamente mais dados para os experimentos atualizados do LHC”. Esses experimentos se basearão nas descobertas do LHC durante sua Run 1 (2009-2013) e Run 2 (2015-2018).
Para sua reativação, os cientistas acionaram o anel de 27 quilômetros do LHC para injetar dois feixes de prótons em direções opostas a um nível de energia de 450 bilhões de elétron-volts. Isso é apenas um aperitivo para níveis de energia ainda mais altos que o LHC operará assim que atingir sua meta de 13,6 trilhões de elétron-volts para o Run 3, disseram os cientistas.
“Esses feixes circularam na injeção de energia e continham um número relativamente pequeno de prótons. Colisões de alta intensidade e alta energia estão a alguns meses de distância”, disse Rhodri Jones, que lidera o departamento de feixes do CERN. O que foi feito até agora representa o reinício bem-sucedido do acelerador após todo o trabalho duro e do longo período de desligamento pelo qual ele passou.
A paralisação de três anos do LHC permitiu que os cientistas fizessem atualizações substanciais em quatro experimentos importantes no acelerador de partículas. Seus detectores ATLAS e CMS sozinhos receberão mais colisões de partículas do que as duas últimas execuções combinadas, de acordo com o CERN. ATLAS (abreviação de A Toroidal LHC Apparatus) detecta os minúsculos fragmentos subatômicos de colisões de partículas e é usado para caçar o bóson de Higgs, matéria escura e dimensões extras. O CMS (abreviação de Compact Muon Solenoid) é um detector de uso geral que usa diferentes sistemas para observações semelhantes ao ATLAS.
Além do ATLAS e do CMS, o experimento ALICE do acelerador de partículas para colisões de íons pesados será capaz de detectar 50 vezes mais colisões graças à sua atualização, enquanto outro instrumento, chamado LHCb, verá sua capacidade de detecção aumentar por um fator de três, de acordo com o CERN.
“O número sem precedentes de colisões permitirá que equipes internacionais de físicos do CERN e de todo o mundo estudem o bóson de Higgs em grande detalhe e coloquem o Modelo Padrão da física de partículas e suas várias extensões nos testes mais rigorosos até agora”, escreveram funcionários do CERN em uma declaração.
Dois novos experimentos serão ativados no LHC para o Run 3. Chamados de Forward Search Experiment (FASER) e de Scattering and Neutrino Detector no LHC (SND@LHC), eles devem explorar novas físicas além do Modelo Padrão, medir formas de antimatéria e explorar a física dos raios cósmicos e um estranho estado da matéria chamado plasma quark-gluon .
Levará várias semanas de trabalho de comissionamento antes que o LHC renovado esteja pronto para medições científicas reais. Essas corridas científicas devem começar no meio do ano de 2022, disseram as autoridades do CERN.
Assim que o Run 3 for concluído em 2024, os cientistas do CERN irão desligá-lo para outra revisão planejada que incluirá mais atualizações para o acelerador de partículas massivo. Uma vez concluídas, essas atualizações permitirão que os cientistas renomeiem o LHC como “High Luminosity Large Hadron Collider” assim que reabrir em 2028.
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