Nova fase de experimentos do acelerador de partículas LHC deve começar nesta terça-feira

Uma nova fase de experimentos no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) — considerado o acelerador de partículas mais poderoso do mundo — começa nesta terça-feira (5), informou a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (Cern) em um comunicado.

O LHC é uma máquina de 27 quilômetros de extensão e encontrou, há exatos dez anos, a partícula bóson de Higgs — chamada de “partícula de Deus”. O colisor envia partículas em alta velocidade para que se car umas com as outras. O resultado dessa colisão permite que cientistas simulem explosões e analisem detalhes.  Os experimentos procuram entender surgimento do Universo e todas as menores partículas que o compõem.

A bóson Higgs é considerada um elemento subatômico — ou aquilo que dá massa às demais partículas elétrons e átomos.

A chamada “terceira corrida” ou Run 3, realizará experimentos até o final 2025. A máquica ficou desligada por três anos para manutenção e atualização foi reativada. Entre 2009 e 2013 aconteceu a Run 1, a segunda corrida ocorreu de 2015 a 2018.

Agora as equipes que atuam no LHC devem informar que a máquina está produzindo feixes estáveis, condição necessária para que os experimentos liguem todos os seus subsistemas e comecem a coletar dados que serão usados ​​para análises físicas.

Desde abril os feixes estão fluindo pelo complexo de aceleradores do Cern, sendo a máquina e seus injetores novamente comissionados para operação com feixes de maior intensidade e maior energia.

A Cern espera que o LHC opere continuamente por quase quatro anos na energia de colisão recorde de 13,6 trilhões de elétron-volts (TeV), trazendo experimentos com precisão nunca vistos antes e potencial de descoberta incomparável.

O diretor de aceleradores e tecnologia Mike Lamont disse no comunicado que a equipe deve concentrar os feixes de prótons nos pontos de interação para reduzir o tamanho do feixe para 10 mícrons, com o objetivo de aumentar a taxa de colisão.

“Comparado com a primeira corrida, onde o bóson de Higgs foi descoberto com 12 femtobarns inversos [unidade usada para medir o número de eventos de colisão de partículas por femtobarn da seção transversal do alvo] chegaremos a 280 femtobarns inversos com a terceira corrida. Trata-se de um aumento significativo, que abre caminho a novas descobertas”, explicou Lamont.

Grandes experimentos

Na nova fase de experimentos, as novas alterações permitirão que os sistemas coletem dados maiores e com mais qualidade, disse a Cern.

Os quatro grandes experimentos do LHC fizeram melhorias em seus sistemas de leitura e seleção de dados, com a integração de novos sistemas de detectores e nova infraestrutura de computação.

Os detectores ATLAS — experimento que estuda desde a busca do bóson de Higgs até as dimensões extras do espaço-tempo, até as partículas que poderiam formar matéria escura — e o CMS — semelhante ao ATLAS, com soluções técnicas e um sistema magnético de design diferente — esperam registrar mais colisões na Run 3 do LHC do que nas duas corridas anteriores combinadas.

Segundo a Cern, o experimento LHCb foi completamente atualizado e planeja aumentar em dez vezes sua taxa de aquisição de dados, enquanto o  ALICE visa aumentar o número de colisões registradas em cinquenta vezes — um aumento considerável.

Run 3

Com uma maior quantidade de dados e energia de colisão mais alta, a terceira corrida deve expandir os campos de estudo de física do LHC.

Nesta fase, cientistas poderão observar processos até então inacessíveis e também melhorar a precisão das medições de muitos processos conhecidos relacionados a questões fundamentais, como a origem da assimetria matéria-antimatéria no Universo.

A Cern escreveu que os físicos devem buscar as propriedades da matéria em temperaturas e densidades extremas. Eles também procurarão candidatos para matéria escura e outros novos fenômenos.

Michelangelo Mangano, teórico da Cern disse que a equipe está ansiosa para as medições do decaimento de bóson de Higgs em partículas de segunda geração.

“Este seria um resultado inteiramente novo na saga do bóson de Higgs. Esta seria a primeira confirmação de que as partículas de segunda geração também adquirem sua massa através do mecanismo de Higgs”, explicou.

O lançamento da Run 3 do LHC será transmitido ao vivo nos canais da Cern, neste dia 5 de julho, a partir das 11h (horário de Brasília). O evento será comentado ao vivo do Centro de Controle da organização em cinco idiomas (alemão, inglês, espanhol, francês e italiano).