LHC - Estudo Do Grande Colisor De hádrons

Estudo do grande colisor de hádrons

RESUMO

O grande colisor de hádrons (LHC, da sigla em inglês) é um acelerador de partículas construído na fronteira entre a França e a Suíça. Consumiu cerca de 6 bilhões de dólares para a sua construção e é considera a maior máquina já construída pela humanidade. O LHC é também considerado o maior experimento científico da história.

O LHC tem como objetivo comprovar experimentalmente teorias da física de partículas e campos, além de estudar a física envolvida na criação do universo pelo processo conhecido como Big-bang.

Um dos principais objetivos do LHC é procurar pela chamada “partícula de Deus”, o bóson de Higgs, que pela teoria é a partícula responsável pela existência da matéria como conhecemos hoje. Ele também procura novas dimensões previstas pela teoria das cordas, a fim de confirmar esta teoria.

Várias notícias em jornais e noticiários têm chamado a atenção e intrigado à população. Uma delas é a possibilidade de criação de mini buracos negros que podem surgir, absorvendo e engolindo tudo a sua volta. No entanto, isto é impossível ou pouco provável, pois no LHC ocorrem colisões em ambiente controlado e os buracos negros que porventura aparecerem, desaparecerão em uma fração de segundo, sem causar nenhum dano.

O LHC envolve mais de mil e quinhentos cientistas, desde sua criação até o seu funcionamento, processando dados gerados pelos seus seis detectores, monitorando o seu funcionamento, verificando seus setores etc.

O grande colisor de hádrons está entre os mais importantes feitos da ciência e tecnologia nos últimos anos, e tem atraído grande atenção da mídia. Apesar das muitas informações oferecidas pela imprensa não especializada, esses temas incompreensíveis para a maioria da população. Desta forma, este projeto, pretende reunir as principais informações acerca dessa tecnologia e transmiti-las de forma simples e agradável a população, contribuindo, desta forma, para a divulgação da ciência e tecnologia.

INTRODUÇÃO

O Grande Colisor de Hádrons (LHC)

O Grande Colisor de Hádrons (ou LHC, como é mundialmente conhecido pelas suas iniciais em inglês) foi inaugurado com grande expectativa em setembro de 2008. Ainda estava em fase de ajustes quando problemas de superaquecimento o danificaram nove dias depois de inaugurado. Voltou a funcionar em novembro de 2009, atingindo sua meta de colisão de prótons acelerados em sentidos opostos com energias recorde de 7 Tev (tera eletron volts), em 30 de março passado.

O LHC é uma imensa e sofisticada máquina onde as partículas são aceleradas em um túnel (localizado na fronteira da França com a Suíça) que fica “enterrado” a 100 metros de profundidade e tem a forma de um anel com 27 km de circunferência. As partículas são aceleradas por campos elétricos e “guiadas” por campos magnéticos (Campos elétricos dão energia para partículas carregadas enquanto campos magnéticos desviam as trajetórias dessas partículas).

As colisões entre as partículas são planejadas para acontecerem em quatro pontos específicos, onde estão localizados os quatro detectores do LHC. O Atlas, mostrado na foto abaixo, e o CMS (iniciais de “Compact Muon Detector”), são detectores genéricos, capazes de detectar inúmeros tipos de partículas; até mesmo partículas desconhecidas. Os outros dois detectores (LHCb e ALICE) são “dedicados” a partículas bem específicas.

Colisões a essas energias podem “criar” certas partículas previstas teoricamente mas jamais observadas. Essas partículas, caso detectadas, podem nos dar informações sobre o que acreditamos ser o “mais íntimo da matéria”, nos ajudando inclusive a entender os instantes iniciais do Universo, onde algumas delas exerceram papel preponderante no mecanismo “das coisas”. Quando se “quebra” prótons, jogando-os um contra o outro com velocidades próximas à velocidade da luz, acreditamos que podemos “criar” um “mini universo” (na realidade “ínfimo universo”), semelhante ao universo real cerca de um nano segundo após o Big Bang.

Cientistas de todo o mundo, participantes do projeto, estão procurando por possíveis “rastros” deixados por essas, até então, hipotéticas partículas nos detectores do LHC. Esse, porém, é um trabalho lento e minucioso que pode levar anos para ser concluído. Os trabalhos estão se concentrando principalmente na tentativa de identificação de uma partícula denominada “bóson de Higgs” (chamada “partícula de Deus” pela imprensa de todo o mundo). Em 1964 o professor escocês Peter Higgs sugeriu a existência dessa partícula que teria sido a responsável pela conversão da matéria inicialmente criada no Big Bang na massa que conhecemos hoje.

Bósons de Higgs

Os Bósons são uma das duas classes de partículas que acreditamos constituírem o universo (à outra classe chamamos férmions). Seria muito extenso explicar detalhadamente essas duas classes; porém, em linhas gerais, podemos dizer que elas se distinguem por simetria ou anti-simetria de seus atributos físicos. Como consequência, cada classe possui características próprias. Por exemplo: todas as partículas que possuem massa são férmions. Se alguns férmions vão, ou não, se combinar para dar origem a esse ou aquele corpo, isso dependerá das interações entre eles (força gravitacional; eletromagnética; fraca ou forte). Os bósons são as partículas responsáveis por essas interações (os bósons seriam como que mensageiros que levariam ordens de um férmion a outro).

Isolada do universo, nenhuma partícula teria massa. Apesar de todo o avanço científico, ainda não sabemos exatamente por que (ou como) as massas das partículas surgiram. Segundo Peter Higgs (que na foto abaixo aparece no túnel do LHC), os “bósons de Higgs” seriam os responsáveis pela “materialidade” do universo.

Mini-buracos negros

É possível que mini-buracos negros estejam sendo criados no LHC.

Buraco negro é uma região do espaço onde o campo gravitacional