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Como funciona o acelerador de partículas LHC? [Large Hadron Collider]

Ciência avançada; saiba como funciona o acelerador de partículas LHC e quais são suas reais contribuições para o futuro humano

Leandro Kovacs Por

O que antes era só obra de ficção científica, já faz parte da realidade da ciência humana aplicada. Veja abaixo, como funciona o acelerador de partículas LHC ou Large Hadron Collider e entenda sua importante contribuição para os avanços atuais do desenvolvimento tecnológico humano e suas origens.

Testes e manutenção no LHC (Imagem: Anna Pantelia/CERN)

Large Hadron Collider (LHC)

O Large Hadron Collider (LHC) é o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo. Ele começou a funcionar em 10 de setembro de 2008 e continua sendo a mais recente adição ao complexo de aceleradores do CERN — Organização Europeia para Pesquisa Nuclear, localizado perto de Genebra, na fronteira entre França e Suíça.

O LHC consiste em um anel de 27 quilômetros de ímãs supercondutores com várias estruturas de aceleração para aumentar a energia das partículas ao longo do caminho. Depois de ligado, o LHC lança feixes de prótons e íons a uma velocidade próxima à da luz. O LHC faz com que os feixes colidam entre si e, em seguida, registra os eventos resultantes causados pela colisão.

O projeto é o acelerador de partículas mais ambicioso e poderoso construído até hoje. Milhares de cientistas de centenas de países estão trabalhando juntos — e competindo entre si — para fazer novas descobertas.

Seis locais ao longo da circunferência do LHC coletam dados para diferentes experimentos. Alguns desses experimentos se sobrepõem, e os cientistas tentam ser os primeiros a descobrir novas informações importantes.

Imagem do projeto de estruturação do LHC (Imagem: CERN/Divulgação)

Qual o objetivo do acelerador de partículas LHC?

O objetivo do grande colisor de hádrons é aumentar o conhecimento humano sobre o universo. Embora as descobertas que os cientistas farão possam levar a aplicações práticas no futuro, essa não é a razão pela qual os cientistas e engenheiros construíram o LHC.

É uma máquina construída para aumentar nosso entendimento. Considerando que o LHC custa bilhões de dólares e requer a cooperação de vários países, a ausência de uma aplicação prática pode surpreender os “empreendedores”.

O acelerador de partículas LHC permite que os cientistas reproduzam as condições que existiam dentro de um bilionésimo de segundo após o Big Bang, colidindo feixes de prótons ou íons de alta energia em velocidades colossais, próximas à velocidade da luz.

Este foi o momento exato, há cerca de 13,7 bilhões de anos, em que se acredita que o Universo começou com uma explosão de energia e matéria. Durante esses primeiros momentos, todas as partículas e forças que moldam nossa realidade passaram a existir, definindo o que agora vemos.

Estudar a origem da galáxia é o objetivo principal do LHC (Imagem: Tengyart/Unsplash)

Como funciona?

Para ajudar a entender como funciona seu mecanismo, vamos voltar a explicação de que o LHC não existe sozinho, ele faz parte de uma tríade de pesquisa. Os outros dois membros são:

  • Os detectores: cada um dos quatro detectores principais fica em enormes câmaras ao redor do anel do LHC para detectar os resultados da colisão das partículas. Seus nomes são: ATLAS, ALICE, CMS e LHCb;
  • A grade de computação mundial LHC (WLCG): Uma rede global de computadores e softwares essencial para processar as massas de dados registrados por todos os detectores do LHC.

O acelerador de partículas LHC tem um escopo de trabalho global, por o projeto ser apoiado por uma grande comunidade internacional de cientistas e engenheiros. Os agentes trabalham em equipes multinacionais ao redor do mundo, construindo e testando equipamentos e softwares, participando de experimentos ou analisando dados.

O Reino Unido tem um papel importante no projeto, com cientistas e engenheiros trabalhando em todos os experimentos principais.

Qual o investimento do LHC?

Realmente grande, no total, os investimentos do LHC chegam por volta de 3,74 bilhões de Euros. Sendo a maior parte designada para o acelerador de fato. Os números são esses:

  • Acelerador: 3 bilhões de Euros;
  • Experimentos: 728 milhões de Euros;
  • Computadores: 17 milhões de Euros.

Para ter uma noção, ao fazermos a conversão para nossa moeda, o valor pode chegar a casa dos 20 bilhões de Reais. O custo total foi dividido principalmente pelos 20 Estados membros do CERN, com contribuições significativas de seis países observadores.

O projeto do LHC envolveu 111 nações na concepção, construção e teste de equipamentos e software, e agora continua com eles participando de experimentos e analisando dados. O grau de envolvimento varia entre os países, com alguns capazes de contribuir com mais recursos financeiros e humanos do que outros. Um projeto que estuda a origem do nosso universo é guiado por todo o globo.

Com informação: CERN, How Stuff Works, STFC.

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