O documento descreve o Grande Colisor de Hadron (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo localizado na fronteira entre a França e a Suíça. Após anos de construção e testes, o LHC finalmente iniciou suas primeiras colisões de prótons em alta velocidade em 2010. Os experimentos do LHC buscam descobrir novas partículas fundamentais como o bóson de Higgs e entender melhor a origem da massa e da assimetria matéria-antimatéria no universo.

1. LHC - Grande Colisor de Hadron
Mônica Gurgel
Profa. Física

2. • Após 16 anos e 10 bilhões de dólares envolvidos – e depois de
uma manhã de altos e baixos elétricos – pôde-se ver e sentir a
alegria nos túneis que ficam localizados na fronteira entre a
França e a Suíça nessa terça-feira 30 de Março de 2010: a
maior máquina da física do mundo, o Grande Colisor de Hadron,
ou LHC, finalmente começou a fazer com que as partículas
subatômicas colidissem.
• Após dois anos de ensaios e falhas elétricas, prótons que
foram acelerados a mais de 99 por cento da velocidade da luz e
para registrar o nível mais alto de energia de 3.5 trilhões de
elétron volts eles tiveram que correr por 17 milhas na pista
magnética localizada abaixo de Genebra um pouco depois da 1
da tarde, horário local. Eles colidiram dentro dos detectores do
tamanho de um apartamento desenvolvidos para capturar cada
raio e fragmento microscópico de fogos de artifícios que
recriaram o início do universo.
• A explosão silenciosa dos prótons foi acompanhada por gritos
e aplausos dos cientistas que lotavam as salas no CERN, a
Organização Européia para Pesquisa Nuclear, instituição
responsável pela construção do colisor. Após a colisão o alivio
se espalhou pelos físicos de partículas ao redor do mundo, que
depositaram todo o futuro da profissão na idéia de que o
colisor irá eventualmente revelar os novos segredos do
universo.

3. Um evento de colisão é percebido dentro do Solenóide
Compacto de Múons (CMS). O CMS e o ATLAS irão correr para
registrar essas partículas como o bóson de Higgs que há muito
tempo é procurado, a chave dos físicos para isso é explicar
sobre a massa, existente em cada uma dessas colisões.

4. Para aqueles que ainda não conhecem o LHC ou Grande Colisor
de Hadron, é o colisor de átomos com mais alta energia já
construído. A máquina se localiza, 100 metros abaixo da
fronteira entre a Suíça e a França, próximo a cidade de
Genebra. Prótons são acelerados através de dois anéis gêmeos
do LHC em direções opostas e colidem dentro de quatro
enormes detectores de partículas espaçados dentro do anel.

5. Para os físicos de partículas o LHC pode ser considerado o
centro do universo no mínimo. Milhares de cientistas de
dezenas de países aglomeram-se no CERN, para participar dos
experimentos.
O LHC é o mais ambicioso e o mais sofisticado acelerador de
partículas já construído e talvez o maior instrumento científico
já criado. Ainda assim, no interior dos túneis as imagens se
assemelham a verdadeiros esgotos com tubulações grosseiras
se espalhando por toda a sua extensão.

6. Escavações para abrigar as enormes cavernas dos detectores de
partículas estavam em andamento em 2000, mesmo com outro
acelerador, o Grande Colisor de Elétron-Posítron funcionando no
que é agora o túnel do LHC.

7. A construção do LHC levou mais tempo do que se imaginava.
Originalmente os físicos tinham a esperança de iniciar os
trabalhos em 2005. No fim, os últimos magnetos principais da
máquina só entraram no túnel em 2007.

8. Com seus 46 metros de comprimento e 26 metros de altura, o
ATLAS é o maior detector de partículas do LHC. Sua proposta
principal é detectar o bóson de Higgs, partícula prevista pela
teoria da super simetria, além disso, outras surpresas da
natureza podem aparecer no detector.

9. Para alguns experimentos, o LHC irá colidir núcleos pesados
para tentar recriar a sopa de patículas fundamentais
denominada de plasma de quark-guon. Essa estranha mistura
preenchia a infância do universo, para isso o detector ALICE foi
especialmente desenvolvido.

10. O menor dos detectores do LHC, chamado de LHCb está
localizado em uma sala experimental. O objetivo desse detector
é estudar partículas familiares chamadas de mésons B com
grande detalhe para tentar entender a pequena assimetria
existente entre matéria e antimatéria denominada de “violação
CP”.

11. LHC sofreu uma perda catastrófica, quando uma conexão
elétrica entre dois magnetos supercondutores derreteu,
disparando uma reação em cadeia de falhas mecânicas. O
acidente fez com que a máquina ficasse desligada por 14
meses.

12. A maior parte do estrago foi feita quando hélio líquido fervendo
inundou os revestimentos dos magnetos, desestabilizando a
pressão e partindo os magnetos gigantes de 35 toneladas em
pequenos blocos.

13. Os pesquisadores do CERN gastaram meses restaurando o LHC
com um sistema de alarme melhorado que garantisse que o
LHC nunca mais sofreria uma falha elétrica. Contudo conexões
suspeitas ainda residem dentro da máquina, o que fará com ele
só acelere com força total em 2012. Em 2013 os técnicos do
CERN irão reparar e trocar as mais de 10000 conexões da
máquina.

14. • Uma vez que colisões em alta velocidade sejam
estabelecidas, o plano é deixar o LHC rodando por 18 a 24
meses, com uma pequena parada técnica no final de 2010.
• A matéria escura, que os cientistas acreditam constituir 25%
do universo, mas que a sua existência não pode ser provada
poderia ser detectada no LHC.
• Os astrônomos e os físicos dizem que somente 5% do
universo é conhecido atualmente, e que o resto invisível
consiste de matéria escura e energia escura, que preenchem
25% e 70% do universo respectivamente.
• “Se nós podemos detectar e entender a matéria escura,
nosso conhecimento irá se expandir para conhecer 30% do
universo, um imenso passo a frente”, disse Heuer na
conferência de imprensa feita no começo de Março de 2010.