É impossível para nós, entusiastas da física de partículas, não ficarmos entusiasmados com o que o CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) tem em mãos neste momento. Os físicos e engenheiros deste prestigiado laboratório localizado muito perto de Genebra e próximo da fronteira entre a Suíça e a França estão a trabalhar no aperfeiçoamento do acelerador de partículas que vai suceder ao LHC (Grande Colisor de Hádrons) que nos trouxe tanta alegria nos últimos anos.
O HL LHC (Grande Colisor de Hádrons de Alta Luminosidade ou High Luminosity LHC), que é como esta máquina será chamada, não será na verdade um novo acelerador de partículas. Está sendo construído com base no LHC, embora, sim, o FCC (Future Circular Collider), que presumivelmente será o acelerador que substituirá o HL LHC, será uma máquina completamente nova. Terá uma circunferência de 100 km (o atual LHC mede 27 km) e sua construção terá início em 2038.
De qualquer forma, o que nos interessa rever agora é que o HL LHC buscará colocar nas mãos dos cientistas a possibilidade de desenvolver novas físicas e ampliar nossos conhecimentos no campo da física de partículas. Em suma, derrubar os muros do Modelo Padrão. Para tornar isso possível, foi projetado para ser capaz de produzir nada menos que 40 milhões de colisões por segundo. É onde está. E se o itinerário do CERN não for alterado por algum imprevisto, estará pronto em 2030.
As primeiras peças estrangeiras do HL LHC começaram a chegar ao CERN
Uma observação antes de avançar para esclarecimentos: a luminosidade é medida em femtobarns inversos, então cada um deles equivale a 100 trilhões de colisões entre prótons. Claro, estes são trilhões em longa escala, então um femtobarn inverso equivale a 100 milhões de milhões de colisões. Como podemos imaginar, um maior número de colisões entre partículas permite aos cientistas reunir mais informações, para que, uma vez analisadas minuciosamente, possam ajudá-los a inferir novos conhecimentos.
Os novos ímãs do HL LHC são capazes de gerar um campo magnético de 12 Tesla
Para aumentar de forma tão notável o número de colisões entre partículas, ou, o que dá no mesmo, a luminosidade do acelerador, é necessário desenvolver ímãs muito mais potentes, capazes de atingir um nível de energia de pelo menos 7 TeV (teraelétron-volts). É realmente ultrajante. O interessante é que os novos ímãs do HL LHC são uma maravilha da engenharia. São feitos de uma liga de nióbio e estanho que adquire supercondutividade quando resfriado com hélio supercrítico a uma temperatura de -269 ºC.
Essa propriedade é muito importante, não há dúvidas, mas seu verdadeiro superpoder é justamente consequência dessa característica: esses ímãs são capazes de gerar um campo magnético de 12 Tesla. Para contextualizar este número basta notar que a intensidade do campo magnético da Terra na superfície do nosso planeta varia entre 25 e 65 microtesla (um microtesla equivale a um milionésimo de tesla). Somente com um campo magnético tão poderoso é possível confinar os feixes de hádrons com a precisão necessária nos pontos de colisão dos detectores ATLAS e CMS.
Há poucos dias e após um mês de viagem, chegou ao CERN o primeiro dos dez ímanes destinados aos pontos de colisão, fabricados nos EUA pelo Fermilab. O que os técnicos do CERN receberam foi, na realidade, dois ímãs de 4,2 metros de comprimento cada um deles, uma vez montado, funcionará lado a lado com o ímã de 7,2 metros com as mesmas características que foi fabricado no próprio CERN. O vídeo que deixamos abaixo mostra como os técnicos do CERN realizaram a manipulação muito delicada desses ímãs. Já estamos esfregando as mãos porque queremos que entrem em ação o mais tardar em 2030.
Imagem de capa: CERN
Mais informação: CERN
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