O grande colisor de Hádrons
A física de partículas é predominantemente uma disciplina experimental, uma vez que a exploração de partículas minúsculas exige o uso de microscópios altamente potentes. O Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider), ou simplesmente LHC, localizado sob as planícies do Lago de Genebra, entre Genebra e as Montanhas Jura, é uma impressionante ferramenta científica situada a uma profundidade que varia entre 50 e 175 metros abaixo da superfície. Esse colisor consiste em um anel subterrâneo com 27 km de extensão e quatro grandes detectores de partículas [1,2]. A origem do nome “O Grande Colisor de Hádrons” remonta à natureza das partículas fundamentais que são alvo de estudo nesse acelerador de partículas. Um hádron é uma partícula composta de quarks, mantidos juntos pela força forte, como nêutrons, prótons, píons e kaons. Um colisor direciona partículas para colidirem em um detector usando feixes de luz. O LHC concentra-se principalmente nas colisões de prótons, mas também analisa colisões entre íons de chumbo. Cientistas estudam os subprodutos dessas colisões para compreender as leis naturais que regem as partículas, avaliando a validade do modelo padrão da física de partículas [2,4]. A construção do LHC foi aprovada pelo CERN (Organização Europeia para Pesquisa Nuclear) em 16 de dezembro de 1994, e teve a sua inauguração em 10 de setembro de 2008. Em novembro de 2000, o Grande Colisor de Elétrons e Pósitrons (LEP), que ocupava o mesmo túnel, deu lugar ao LHC. Este acelerador de partículas representa uma incrível ferramenta científica, no qual centenas de físicos investigam as partículas elementares e os constituintes fundamentais da matéria [1,2]. No LHC, as partículas são aceleradas em um anel subterrâneo usando eletroímãs supercondutores resfriados com hélio líquido. Diferentes tipos de eletroímãs, como os que dobram ou focalizam feixes, são usados para direcionar as partículas para colidirem em um dos quatro detectores: ATLAS, CMS, ALICE e LHCb [2,3]. ATLAS e CMS, detectores de uso geral, observaram indícios do bóson de Higgs de maneira independente em 2012, com base em dados coletados a partir das colisões de partículas no LHC. ALICE e LHCb, por outro lado, são detectores dedicados ao estudo de fenômenos específicos, como o plasma de quarks e glúons e a diferença entre matéria e antimatéria, respectivamente [2,3]. Além disso, existem outros detectores menores, como TOTEM e LHCf, que estudam partículas que passam entre si sem colidir. Moedal, localizado próximo ao LHCb, busca o hipotético monopolo magnético [2,4]. Os aceleradores estão se tornando cada vez mais poderosos, embora também mais dispendiosos e, consequentemente, menos numerosos: dois na Europa, dois nos Estados Unidos e um no Japão. O projeto do LHC, com um custo de 3 bilhões de euros, representa um avanço tecnológico significativo e aborda questões cruciais dentro do Modelo Padrão, como o bóson de Higgs, a supersimetria, a matéria escura, as dimensões da matéria, os buracos negros, a bariogênese, entre outros [2,4]. Esse investimento substancial em recursos e potência é justificado como o preço necessário para possuir uma ferramenta de trabalho capaz de permitir que os físicos testem, em condições extremas, as modernas teorias relacionadas a partículas e antipartículas [1,2]. A busca por respostas a essas questões requer um esforço considerável tanto em termos teóricos quanto experimentais. Portanto, a comunidade de físicos aguarda com grande expectativa os primeiros resultados do Large Hadron Collider, antecipando a necessidade de novos conceitos diante das descobertas que virão [1,4]. Autora: Eloise Granville. Referências [1] Astronoo. (01 de junho de 2013). LHC: o Grande Colisor de Hádrons. Disponível em: <https://www.astronoo.com/pt/artigos/lhc.html>. Acesso em: 21/11/2023. [2] Large Hadron Collider. CERN. Disponível em: <https://home.cern/science/accelerators/large-hadron-collider>. Acesso em: 21/11/2023. [3] Stariolo, M. Pesquisadores da Unesp lideram projeto para o desenvolvimento de componentes da nova fase do LHC, maior acelerador de partículas do planeta. Jornal da Unesp. Disponível em: <https://jornal.unesp.br/2023/01/11/pesquisadores-da-unesp-lideram-projeto-para-o-desenvolvimento-de-componentes-da-nova-fase-do-lhc-maior-acelerador-de-particulas-do-planeta/>. Acesso em: 21/11/2023. [4] Casas, R. O Grande Colisor de Hádrons. UFMG. Disponível em: <http://xingu.fisica.ufmg.br:8087/oap/public/acervo/lhc/lhc.html>. Acesso em: 21/11/2023.
