Ciência

Maior acelerador de partículas decola a uma energia recorde

Maior acelerador de partículas decola a uma energia recorde

O LHC do CERN, em 6 de fevereiro de 2020 - AFP/Arquivos



Dez anos após a descoberta do bóson de Higgs, o LHC do CERN, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, será reiniciado nesta terça-feira (5) com energia de colisão recorde. O objetivo? Aprofundar-se um pouco mais nos segredos da matéria.

O Grande Colisor de Hádrons (LHC) foi acionado em abril, após uma paralisação técnica de três anos, para manutenção e melhoria de sua produção e detecção de partículas.

Operará em sua potência total de colisão de 13,6 trilhões de elétronvolts (13 TeV) por quatro anos, anunciaram os responsáveis da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) em uma coletiva de imprensa na semana passada.

Seus dois feixes de prótons – as partículas do núcleo do átomo – acelerados a uma velocidade próxima à da luz, circularão em direções opostas no anel de 27 km, enterrado a 100 metros de profundidade na fronteira franco-suíça.




Os detectores de vários experimentos (em particular ATLAS, CMS, ALICE e LHCb), irão então registrar as colisões de prótons, que produzem partículas efêmeras explicando o funcionamento da matéria.

“Estamos visando uma taxa de 1,6 bilhão de colisões próton-próton por segundo para os experimentos ATLAS e CMS”, informou na semana passada Mike Lamont, diretor de aceleradores e tecnologia do CERN.

Quanto mais violentas essas colisões, mais possibilitam “quebrar” as partículas para identificar seus componentes e suas interações.


Os feixes de prótons serão concentrados para atingir nos pontos de interação um tamanho microscópico, de “10 mícrons, a fim de aumentar a taxa de colisões” dos prótons, explicou Mike Lamont.

O templo mundial do infinitamente pequeno, construído em 2008, levou à descoberta do bóson de Higgs, anunciado há exatamente dez anos por Fabiola Gianotti, então coordenadora de experimentos ATLAS e agora diretora-geral do CERN.

“O bóson de Higgs está ligado a algumas das questões mais profundas da física fundamental, desde a estrutura e forma do Universo até como outras partículas se organizam”, segundo a pesquisadora.

Sua descoberta revolucionou a física, confirmando a previsão que pesquisadores fizeram quase 50 anos antes, uma peça central do Modelo Padrão da física de partículas (SM). O bóson de Higgs é a manifestação de um campo, ou seja, um espaço, que dá massa às partículas elementares que formam a matéria.

– Segredos a revelar –

Os pesquisadores conseguiram localizá-lo graças à análise de cerca de 1,2 trilhão de colisões de prótons entre eles. A terceira etapa de funcionamento do LHC, que começa nesta terça, multiplicará esse número por vinte. “É um aumento significativo que abre caminho para novas descobertas”, observou Mike Lamont.

Porque o bóson de Higgs não revelou todos os seus segredos. A começar pela sua natureza. “É uma partícula fundamental ou um compósito?”, ou seja, um conjunto de várias partículas ainda desconhecidas, questiona Joachim Mnich, diretor de pesquisa e cálculo do CERN.

Melhor, “é a única partícula de Higgs existente ou existem outras?”

Experimentos anteriores permitiram determinar a massa do bóson de Higgs e também descobrir mais de 60 partículas compostas previstas pelo Modelo Padrão, como o tetraquark.

Mas, como nos lembra Gian Giudice, chefe do departamento de física teórica do CERN, “as partículas são apenas a manifestação de um fenômeno”, enquanto “o objetivo da física de partículas é entender os princípios fundamentais da natureza”.

Como a natureza da hipotética matéria escura ou a não menos misteriosa energia escura.

Nove experimentos aproveitarão, assim, a produção de partículas do acelerador. Como ALICE, que estuda o plasma primordial de matéria que prevaleceu nos primeiros dez microssegundos após o Big Bang. Ou LHCf, que simula raios cósmicos.

A próxima etapa do grande colisor virá após a terceira pausa, em 2029, com sua transição para “alta luminosidade”, que multiplicará por dez o número de eventos detectáveis.

Além disso, os pesquisadores do CERN estão de olho no projeto Future Colisor Circular (FCC), um anel de 100 km cujo estudo de viabilidade está previsto para o final de 2025. “Será a máquina definitiva para estudar o bóson de Higgs, que é uma poderosa ferramenta para entender a física fundamental”, concluiu Fabiola Gianotti.