O maior e mais potente acelerador de partículas do mundo, na fronteira franco-suíça, voltou hoje a funcionar após uma paragem técnica de mais de três anos para trabalhos de manutenção e melhoramentos. Em comunicado, o laboratório europeu de física de partículas (CERN) refere que a máquina voltou a operar às 11:16 de Lisboa quando dois feixes de protões circularam em sentidos opostos com uma energia de 450 mil milhões de eletrões-volt (450 GeV).

Contudo, será preciso aguardar mais alguns meses para o Grande Colisionador de Hadrões (Large Hadron Collider, LHC), um túnel circular de 27 quilómetros, gerar colisões de “alta intensidade e alta energia” de partículas subatómicas. De acordo com o CERN, espera-se que a recolha de novos dados, por mais um período de quatro anos, comece no verão. Antes disso, os peritos irão afinar progressivamente a máquina e aumentar, com segurança, a energia e a intensidade dos feixes para que possam ser iniciadas as colisões a uma energia recorde de 13,6 biliões de eletrões-volt (13,6 TeV).

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Para o responsável pelo Departamento de Feixes do CERN, Rhodri Jones, citado no comunicado, os dois feixes de protões, “que circularam à energia de injeção e continham um número relativamente pequeno de protões”, representam “o reinício bem-sucedido do acelerador depois de todo o trabalho árduo realizado durante a paragem longa”.

O LHC foi desligado em dezembro de 2018 e previa-se que a nova paragem técnica, a segunda mais demorada, para trabalhos de beneficiação, se prolongasse até à primavera de 2021, prazo que acabou por derrapar. “Os equipamentos e infraestruturas tiveram grandes atualizações durante a segunda paragem longa do complexo de aceleradores do CERN”, assinalou o diretor de Aceleradores e Tecnologia do CERN, Mike Lamont, acrescentando que o LHC “vai agora funcionar a uma energia ainda mais alta e, graças a grandes melhorias no complexo injetor, fornecerá significativamente mais dados às experiências, que também foram melhoradas”.

Os físicos esperam, com os melhoramentos feitos, aprofundar o conhecimento das propriedades do bosão de Higgs, partícula elementar descoberta em 2012 em experiências feitas com o acelerador, e testar com mais rigor o Modelo-Padrão da física de partículas e as suas várias possíveis extensões.

No LHC serão realizadas, inclusive, colisões envolvendo iões de oxigénio que irão melhorar o conhecimento dos raios cósmicos (partículas energéticas que interagem com a atmosfera terrestre) e do plasma de ‘quarks’ e gluões, um estado da matéria que existiu pouco depois do Big Bang, teoria segundo a qual o Universo nasceu há 13,8 mil milhões de anos.

Está previsto que a partir de 2026 o acelerador comece a produzir ainda mais colisões e mais dados, em modo de alta de luminosidade. No LHC são geradas colisões de protões (que são hadrões) e iões pesados a altas energias para se compreender melhor a composição do Universo. Os protões circulam no acelerador a uma velocidade próxima da luz.

Portugal tem participado em experiências com dois detetores de partículas do LHC (o ATLAS e o CMS) através do Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP), que representa cientificamente o país no CERN. Concluído que está o ‘upgrade’ no acelerador, o LIP vai estar envolvido, segundo anunciou hoje em comunicado, em experiências com um novo detetor de neutrinos, partículas semelhantes ao eletrão, mas sem carga elétrica e com massa muito baixa.

De acordo com o CERN, este detetor será capaz de detetar novas partículas, no caso “partículas de interação muito fraca que não são previstas pelo Modelo-Padrão” e que podem “constituir matéria escura”, que os cientistas estimam que formará 84,5% da matéria total do Universo e que é inferida pelo efeito gravitacional sobre a matéria visível, como as galáxias e as estrelas.

Juntas, a matéria escura e a energia escura, postuladas nas teorias físicas, formam 95% do Universo. Os restantes 5% correspondem à matéria visível, a que é explicada pelo Modelo-Padrão, confirmado em experiências feitas no LHC.

O maior e mais potente acelerador de partículas do mundo tem mais de 10 anos e uma “esperança de vida” até 2040. Decisões terão de ser tomadas em 2025 quanto à construção de um novo acelerador de partículas. Em junho de 2020, o Conselho do CERN, onde Portugal tem assento como Estado-Membro, mandatou a direção do laboratório europeu de física de partículas para estudar, num prazo de cinco anos, a viabilidade técnico-financeira da construção de um novo acelerador, um túnel circular de 100 quilómetros com capacidade para funcionar com 10 vezes mais energia do que o LHC. A tecnologia da física de partículas, com recurso a feixes de protões, tem sido utilizada em vários países no tratamento de determinados cancros.

 

 

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