LHC em Teste

Compact Muon Solenoid

Solenóide

O Homem intrigado com interações fundamentais tenta explorar validade e limitações do Modelo Padrão atual, segundo a Física.

Trata-se do maior e mais complexo instrumento científico já construído e o maior acelerador de partículas do mundo. O colisor está localizado a 100 metros de produndidade em forma de círculo e se extende por 27 kilômetros pelos territórios da França e da Suíça.

Projeto tão combatido quanto esperado pela comunidade científica, passa pelos primeiros testes e nada de destruir a Terra como num big-bang, nada de susto ou fim do mundo, pelo contrário, está prestes a operar.

Clique nas fotos para ampliar.

Coração do ATLAS

Coração do ATLAS

A preocupação advém do enorme campo gravitacional em forma de buraco negro criado para acelerar partículas subatômicas (hádrons), cuja força caso se decontrolasse poderia ‘engolir’ a Terra em segundos.

CPD

CPD

O teste final acontecerá em setembro e a primeira grande operação de colisão está programada para o final deste ano, embora o ápice do projeto LHC acontecerá a partir de 2010. Certamente um grande passo, dentre tantos objetivos, para detectar a existência real de bóson de Higgs. Daí o homem já terá informação suficiente para formular com mais convicção sua teoria do Modelo Padrão da Física de Partículas e uma nova luz sobre os mistérios do nosso Universo.

ALICE

ALICE

Estudos avançados em Astrofísica garantem segurança no funcionamento do Large Hadron Collider (LHC), projeto encabeçado pelo CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), Organização Européia para Pesquisa Nuclear, constituída de 20 países-membros e 8 países-observadores.

Solenóide de múon compacta (CMS).

Solenóide de Múon Compacta

Foram investigados vários efeitos macroscópicos de buracos negros em escala teraeletronvolt (TeV) que possivelmente poderiam acontecer nas instalações do LHC baseados em modelos de acreção de acordo com princípios elementares e leis físicas básicas bem testadas e, como resultado, sob várias perspectivas, não há efeito nenhum desses buracos negros em TeV produzidos no LHC capaz de pôr em risco a existência da Terra.

Cryo

Cryo

Em síntese, o princípio por detrás disso tudo é extremamente simples. Primeiro, dois feixes de prótons são inflamados e acelerados quase à velocidade da luz (299,792458 m/s ou 300 m/s), um deles no sentido horário e o outro anti-horário, e direcionados um contra o outro até a colisão.  Resultado, é o que virá em decorrência com estudos bem aprofundados. Porém, na prática a complexidade é enorme. Antes da aceleração, as partículas já passaram por váras etapas. Prótons extraídos de elétrons de átomos de hidrogênio são inflamados no LINAC2 e depois introduzidos  em aceleradores chamados PS Boosters, cujo campo elétrico de rádio-frequência (com cavidades de frequência de rádio) impulsiona-os à alta velocidade. Daí, ímãs gigantes mantêm-nos no rumo certo. Mais um acelerador a seguir, Super Proton Synchotron (SPS), velocidade e energia aumentam e os feixes sao divididos em 2.808 grupos com mais de um bilhão de prótons cada. Então, o SPS injeta os feixes no LHC nos dois sentidos. Eles continuam acelerando por mais 20 minutos chegando a 11.245 voltas por segundo e então são convergidos a um determinado ponto de um dos seis detectores do LHC aonde ocorrem 600 milhões de colisões por segundo. Surgem aí partículas subatômicas chamadas de quarks, que se decompõem rapidamente, e forças de abrandamento chamadas glúons. Claro que tudo isso é observado pelos detectores que se encarregam de converter toda a informação em dados ao centro de controle operacional.

CMS

CMS

Sucesso total no segundo e último teste de sincronização do LHC anunciado pelo CERN dia 25 de agosto. Dia 22, um feixe de algumas partículas percorreu a linha de transferência do acelerador SPS (Super Proton Synchrotron) até o LHC. Depois de um período de otimização, um feixe de prótons foi elevado da linha de transferência ao tubo de feixe do LHC e tomou rumo anti-horário por cerca de 3 km pelo colisor.

Detector ATLAS

Detector ATLAS

“Graças a uma fantástica equipe, ambos os testes tanto no sentido horário quanto anti-horário ocorreram sem necessidade de remendo. Esperamos por um sucesso ressonante quando fizermos nossa primeira tentativa de mandar um feixe por toda a extensão do LHC”, disse Lyn Evans, chefe do projeto.

Detector CMS

Detector CMS

Novo teste em 10 de setembro quando haverá colisão com energia de 5 TeV por feixe de prótons, cuja injeção de energia será de 0,45 TeV. Tal evento terá cobertura na mídia mundial e webcast da própria CERN. As mídas noticiosas terão preferência no espaço reservado durante esse evento junto ao CERN. Caso você faça parte, antecipe-se com reserva.

Detector pixel ATLAS

Detector pixel ATLAS

Cada feriado ou fim de semana junto ao CERN é um verdadeiro exercício de disputa desde o estacionamento a uma mesa para lanche. Mas o que mais se destaca nisso tudo é o ritmo frenético de toda a equipe do Projeto LHC nas variadas atividades tanto de simulações quanto testes nos oito setores do projeto para culminar com o sinal verde final em 10 de setembro, e a grande colisão programada para o final do ano.

Interior do ATLAS

Interior do ATLAS

São vinte anos de intensos trabalhos bem planejados que agora começam a surgir aos nossos olhos de forma até surpreendente.

Extremo do CMS

Extremo do CMS

Transporte gigante

Transporte gigante

Glogo da Inovação

Glogo da Inovação

Ímã

Ímã

Ímã L3

Ímã L3

Coração do CMS

Coração do CMS

Segurança total

Franceses e Suíços

Mais detector no CMS

Mais detector CMS

Furna ATLAS

Furna ATLAS

Interior da furna ATLAS

Interior da furna ATLAS

ATLAS descendo

ATLAS descendo

Mais um

Mais um

Solda especial

Solda especial

TIF

TIF

Ye-1

Ye-1

E o que faz ALICE em todo esse contexto? Você está convidado a assistir este vídeo (7:35min) para elucidar este e certos pontos da Física:

Agora, imagine um volume de fluxo de dados durante um evento de colisão. Mais complexo ainda é harmonizar tudo isso num projeto detonador de alto nível através da tecnologia da informação, algo bem mais complexo junto ao ALICE (3:47):

— Apresentando o ATLAS (8:51min):

Mais sobre o ATLAS? (9:46):

(4:24):

Michio Kaku e suas considerações sobre o LHC (3:53):

Agora, que tal uma visita às intalações do CERN e LHC juntamente com Phil (9:00)?

Kilômetros de fronterias entre França e Suiça num só objetivo

Kilômetros de fronterias entre França e Suíça num só objetivo

Abrindo horizonte

Abrindo horizonte

É num cenário tão extenso e amplamente planejado que o que há de mais moderno e avançado em várias tecnologias de ponta surge para ajudar o homem a entender melhor mistérios do nosso passado, presente e futuro.

Mais uma vez, o que intriga a ciência move forças para desvendar novos horizontes para o conhecimento humano.

Petrosky

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P. S. 10/09/2008: Inicialização bem sucedida do LHC através de uma série de experimentos hoje de manhã.

Exatamente às 10:28 h desta manhã, o primeiro feixe de prótons injetado no LHC completou uma volta no círculo de 27 km. Este evento histórico marca a transição para uma nova era de descobertas científicas depois de mais de 20 anos de preparação.

“É um momento fantástico”, declara Lyn Evans, chefe do projeto LHC. “Agora podemos esperar um novo passo no entendimento das origens e evolução do Universo.”

A operação de partida de um novo acelerador de partículas não é como comutar um interruptor. De fato, é necessário fazer funcionar milhares de elementos harmoniosamente, sincronizar um bilionésimo de segundo e fazer colidir feixes de hádrons mais finos que um fio de cabelo. O sucesso de hoje representa o cumprimento da primeira dessas etapas. Nas próximas semanas e à medida que os operadores do LHC ganharem experiência e domínio desta nova máquina, os sistemas de aceleração serão ligados e feixes serão trazidos à colisão para permitir o início do programa de pesquisa.

Novas descobertas estão para aparecer dentro de um ano. Físicos terão a chance de continuar a jornada iniciada com Newton e sua descrição da gravidade. A gravidade atua sobre a massa, mas até agora a ciência tem sido incapaz de explicar o mecanismo que produz a massa. E quanto à matéria escura que compõe 95% do Universo? Experimentos junto ao LHC fornecerão respostas a estas e a tantas outras questões relacionadas à Física de partículas.

Imagens do centro de controle do CERN (CCC) enquanto o acelerador entrava em operação.

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4 Responses to LHC em Teste

  1. mvelloso disse:

    Parabéns, está primoroso o seu artigo.
    Márcia Velloso, física, DSc

  2. Petrosky disse:

    Obrigado, seja bem-vinda!

    Petrosky

  3. Vc é muito dedicado. Minha admiração. 🙂

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