O LHC e os detectores com os quais trabalha lado a lado são uma verdadeira maravilha. Na verdade, eles são algumas das máquinas mais complexas e avançadas construídas por humanos até hoje. No entanto, apesar de sua sofisticação eles não são imunes à passagem do tempo. Os cientistas precisam modificá-los com alguma frequência para que sejam úteis nos novos experimentos que estão planejando gradualmente.
No final de 2018 o LHC cessou a sua atividade com um objetivo: deve ser modificado, entre outros motivos, para aumentar a potência dos injetores que introduzem os feixes de partículas no colisor. Durante a fase anterior de atividade, os feixes de prótons adquiriram uma energia de 6,5 TeV (teraelectron volts), mas na fase atual esse valor aumentará para 6,8 TeV.
A estratégia do CERN consiste em alternar sucessivamente os ciclos de atividade e desligamento do LHC para permitir que os cientistas introduzam as modificações necessárias neste acelerador. No entanto, estas melhorias podem prosseguir dois propósitos diferentes. Uma delas é aumentar o brilho do acelerador, e a outra requer trabalhar com um nível de energia mais alto.
De qualquer forma, ambas as opções têm algo em comum: envolvem o desenvolvimento de novas tecnologias. Durante a próxima fase de desligamento, que chegará em 2024, os técnicos do CERN irão modificar o LHC para aumentar sua luminosidade, parâmetro que mede quantas colisões de partículas potenciais produzidos por unidade de área e tempo. E, se tudo correr como planejado, os experimentos no LHC de alta luminosidade começarão em 2028.
CERN está projetando um novo acelerador circular com uma circunferência de 100 km
Os cientistas do CERN são claros: eles precisam € 21 bilhões para construir seu próximo grande acelerador de partículas. O sucessor do atual LHC que nos permitiu, entre outras conquistas, encontrar o bóson de Higgs. Em 19 de junho de 2020, a direção desta instituição aprovou por unanimidade o projeto de construção de um novo acelerador de partículas circular que terá uma circunferência não inferior a 100 km (a do atual LHC mede 27 km).
O sucessor do LHC terá 100 km de circunferência e buscará nos ajudar a ir além do modelo padrão sobre o qual a física atual é construída
Esta máquina perseguirá um objetivo muito ambicioso: permitir-nos elaborar uma nova física. Vá além do modelo padrão em que a física atual é construída. E para tornar isso possível, começará colidindo elétrons e pósitrons, que são justamente as antipartículas dos elétrons. Este experimento visa esclarecer as propriedades do bóson de Higgs, mas esta é apenas a ponta do iceberg.
Este projeto está dividido em duas etapas. O primeiro começará, de acordo com seus planos iniciais, em 2038, e exigirá a escavação de um túnel circular com uma circunferência de 100 km muito próximo da localização do atual LHC. Dentro desse túnel eles vão construir um acelerador de elétrons e pósitrons que terá a energia necessária para maximizar a produção de bósons de Higgs no instante em que ocorre a colisão dessas partículas.
O futuro acelerador elétron-pósitron terá a energia necessária para maximizar a produção de bósons de Higgs
Além do próprio acelerador, os cientistas envolvidos neste projeto terão que construir um detector para obter todas as informações necessárias sobre as partículas que serão geradas em cada colisão. A complexidade deste instrumento é tão alta, ou mais se possível, que a do próprio acelerador de partículas, o que nos permite formar uma ideia bastante precisa sobre o escopo deste projeto.
Durante as fases de desligamento, engenheiros e físicos do CERN fazem modificações no LHC para possibilitar a realização de novos experimentos que, com um pouco de sorte, podem nos ajudar a ir além do modelo padrão.
A primeira etapa do projeto será concluída em meados deste século, e uma vez que o acelerador tenha cumprido seu propósito, será totalmente desmontado para construir em seu lugar outro acelerador circular capaz de funcionar em nada menos que 100 TeV (teraelétron-volts). Este nível de energia é monstruoso; aliás, o atual LHC funciona com uma energia de 16 TeV, o que nos permite ter uma ideia de quão ambiciosa é esta segunda fase do projeto, que duraria até ao final deste século.
Este segundo acelerador não colidirá elétrons e pósitrons; pretende trabalhar com prótons, partículas que possuem uma massa cerca de 1836 vezes maior que a dos elétrons. Ninguém sabe que novas descobertas os físicos poderão fazer usando uma ferramenta tão poderosa, mas sem dúvida um acelerador projetado para trabalhar em um nível de energia tão alto terá um papel crucial na busca por a tão esperada nova física. Quem sabe a partir daí podemos deixar para trás o modelo padrão atual. Esta é a verdadeira razão de um projeto tão ambicioso como este.
Os críticos preferem muitos experimentos menores a um tão grande e caro
A comunidade científica é grande e nem todos os físicos remam na mesma direção. Como acabamos de ver, muitos deles estão empenhados em investir recursos em um acelerador de partículas maior e mais ambicioso do que o atual LHC que lhes permite realizar novos experimentos, mas outros argumentam que é preferível alocar esse investimento para outras instalações menores e muito menos caras.
A Espanha recupera o dinheiro que investiu no CERN com um retorno de 300%. Investir em ciência é sempre uma boa ideia
Kenneth Burch, pesquisador e professor de física do Boston College, observou que algumas equipes, como a que ele lidera, fizeram grandes descobertas nos últimos anos no campo da física de partículas usando instrumentos relativamente simples e não aceleradores de partículas. De certa forma, Burch e os pesquisadores que compartilham sua linha de pensamento defendem o design muitos pequenos experimentos inteligentes em vez de apenas alguns muito mais complexos e caros.
Não há dúvida de que é uma maneira de olhar para isso. É difícil prever qual dessas duas estratégias nos permitiria obter melhores resultados a médio e longo prazo, mas o que não se discute é que vale a pena investir em ciência. Sobre isso todos os cientistas (pelo menos aqueles com quem tivemos a oportunidade de falar) concordam. E são porque os números os comprovam. Durante a conversa que tivemos com ele, o físico e divulgador Javier Santaolalla garantiu-nos que a Espanha recupera o dinheiro que investe no CERN com um retorno de 300%. Investir em ciência é sempre uma boa ideia. E funciona.
Imagens: CERN | CERN (Anna Pantelia)
O LHC e os detectores com os quais trabalha lado a lado são uma verdadeira maravilha. Na verdade, eles são algumas das máquinas mais complexas e avançadas construídas por humanos até hoje. No entanto, apesar de sua sofisticação eles não são imunes à passagem do tempo. Os cientistas precisam modificá-los com alguma frequência para que sejam úteis nos novos experimentos que estão planejando gradualmente.
No final de 2018 o LHC cessou a sua atividade com um objetivo: deve ser modificado, entre outros motivos, para aumentar a potência dos injetores que introduzem os feixes de partículas no colisor. Durante a fase anterior de atividade, os feixes de prótons adquiriram uma energia de 6,5 TeV (teraelectron volts), mas na fase atual esse valor aumentará para 6,8 TeV.
A estratégia do CERN consiste em alternar sucessivamente os ciclos de atividade e desligamento do LHC para permitir que os cientistas introduzam as modificações necessárias neste acelerador. No entanto, estas melhorias podem prosseguir dois propósitos diferentes. Uma delas é aumentar o brilho do acelerador, e a outra requer trabalhar com um nível de energia mais alto.
De qualquer forma, ambas as opções têm algo em comum: envolvem o desenvolvimento de novas tecnologias. Durante a próxima fase de desligamento, que chegará em 2024, os técnicos do CERN irão modificar o LHC para aumentar sua luminosidade, parâmetro que mede quantas colisões de partículas potenciais produzidos por unidade de área e tempo. E, se tudo correr como planejado, os experimentos no LHC de alta luminosidade começarão em 2028.
CERN está projetando um novo acelerador circular com uma circunferência de 100 km
Os cientistas do CERN são claros: eles precisam € 21 bilhões para construir seu próximo grande acelerador de partículas. O sucessor do atual LHC que nos permitiu, entre outras conquistas, encontrar o bóson de Higgs. Em 19 de junho de 2020, a direção desta instituição aprovou por unanimidade o projeto de construção de um novo acelerador de partículas circular que terá uma circunferência não inferior a 100 km (a do atual LHC mede 27 km).
O sucessor do LHC terá 100 km de circunferência e buscará nos ajudar a ir além do modelo padrão sobre o qual a física atual é construída
Esta máquina perseguirá um objetivo muito ambicioso: permitir-nos elaborar uma nova física. Vá além do modelo padrão em que a física atual é construída. E para tornar isso possível, começará colidindo elétrons e pósitrons, que são justamente as antipartículas dos elétrons. Este experimento visa esclarecer as propriedades do bóson de Higgs, mas esta é apenas a ponta do iceberg.
Este projeto está dividido em duas etapas. O primeiro começará, de acordo com seus planos iniciais, em 2038, e exigirá a escavação de um túnel circular com uma circunferência de 100 km muito próximo da localização do atual LHC. Dentro desse túnel eles vão construir um acelerador de elétrons e pósitrons que terá a energia necessária para maximizar a produção de bósons de Higgs no instante em que ocorre a colisão dessas partículas.
O futuro acelerador elétron-pósitron terá a energia necessária para maximizar a produção de bósons de Higgs
Além do próprio acelerador, os cientistas envolvidos neste projeto terão que construir um detector para obter todas as informações necessárias sobre as partículas que serão geradas em cada colisão. A complexidade deste instrumento é tão alta, ou mais se possível, que a do próprio acelerador de partículas, o que nos permite formar uma ideia bastante precisa sobre o escopo deste projeto.
Durante as fases de desligamento, engenheiros e físicos do CERN fazem modificações no LHC para possibilitar a realização de novos experimentos que, com um pouco de sorte, podem nos ajudar a ir além do modelo padrão.
A primeira etapa do projeto será concluída em meados deste século, e uma vez que o acelerador tenha cumprido seu propósito, será totalmente desmontado para construir em seu lugar outro acelerador circular capaz de funcionar em nada menos que 100 TeV (teraelétron-volts). Este nível de energia é monstruoso; aliás, o atual LHC funciona com uma energia de 16 TeV, o que nos permite ter uma ideia de quão ambiciosa é esta segunda fase do projeto, que duraria até ao final deste século.
Este segundo acelerador não colidirá elétrons e pósitrons; pretende trabalhar com prótons, partículas que possuem uma massa cerca de 1836 vezes maior que a dos elétrons. Ninguém sabe que novas descobertas os físicos poderão fazer usando uma ferramenta tão poderosa, mas sem dúvida um acelerador projetado para trabalhar em um nível de energia tão alto terá um papel crucial na busca por a tão esperada nova física. Quem sabe a partir daí podemos deixar para trás o modelo padrão atual. Esta é a verdadeira razão de um projeto tão ambicioso como este.
Os críticos preferem muitos experimentos menores a um tão grande e caro
A comunidade científica é grande e nem todos os físicos remam na mesma direção. Como acabamos de ver, muitos deles estão empenhados em investir recursos em um acelerador de partículas maior e mais ambicioso do que o atual LHC que lhes permite realizar novos experimentos, mas outros argumentam que é preferível alocar esse investimento para outras instalações menores e muito menos caras.
A Espanha recupera o dinheiro que investiu no CERN com um retorno de 300%. Investir em ciência é sempre uma boa ideia
Kenneth Burch, pesquisador e professor de física do Boston College, observou que algumas equipes, como a que ele lidera, fizeram grandes descobertas nos últimos anos no campo da física de partículas usando instrumentos relativamente simples e não aceleradores de partículas. De certa forma, Burch e os pesquisadores que compartilham sua linha de pensamento defendem o design muitos pequenos experimentos inteligentes em vez de apenas alguns muito mais complexos e caros.
Não há dúvida de que é uma maneira de olhar para isso. É difícil prever qual dessas duas estratégias nos permitiria obter melhores resultados a médio e longo prazo, mas o que não se discute é que vale a pena investir em ciência. Sobre isso todos os cientistas (pelo menos aqueles com quem tivemos a oportunidade de falar) concordam. E são porque os números os comprovam. Durante a conversa que tivemos com ele, o físico e divulgador Javier Santaolalla garantiu-nos que a Espanha recupera o dinheiro que investe no CERN com um retorno de 300%. Investir em ciência é sempre uma boa ideia. E funciona.
Imagens: CERN | CERN (Anna Pantelia)
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