Acelerador começou a funcionar

Acelerador começou hoje a funcionar
11:00 | Quarta-feira, 10 de Set de 2008
LHC, a maior máquina da Terra

Descobrir como foram os primeiros instantes do Universo, após a explosão do 'Big Bang': eis o que milhares de cientistas buscam.

Virgílio Azevedo (textos) e Jorge Simão (fotos), enviados a Genebra

O elevador desce suavemente e, em poucos minutos, chega a 100 metros de profundidade, parando na vasta caverna de betão onde está instalado o CMS. É um enorme detector de partículas de cores vivas - verdes, laranjas, amarelos, vermelhos, azuis -, um microscópio gigante que impressiona pelas suas medidas: 21 metros de comprimento, 15 metros de diâmetro e 12.500 toneladas! E não foi nada fácil escavar a caverna que alberga este detector do LHC (Large Hadron Collider), o maior acelerador de partículas do mundo, que tem 27 km de perímetro e vai entrar em funcionamento no dia 10. No local havia um lençol freático que tornava o solo movediço, o que obrigou a medidas drásticas e megalómanas: a terra foi congelada à volta da caverna até que esta estivesse concluída e hoje está suspensa por cabos presos à superfície!

Implantada entre a França e a Suíça, junto ao aeroporto de Genebra, a maior máquina da Terra mostra como a Ciência está cheia de contradições: para observar a matéria à escala do infinitamente pequeno é preciso construir instrumentos gigantes. Mas vale mesmo a pena este esforço desmesurado do CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), que tem mobilizado milhares de cientistas? E que já custou mais de €4 mil milhões?

A julgar pelo principal objectivo do LHC, o Grande Colisionador de Hadrões, parece que sim. O que está em causa é simular pela primeira vez as condições do Universo imediatamente a seguir ao evento que o criou, o "Big Bang", e descobrir a partícula da matéria que falta para entendermos a origem de tudo: o bosão de Higgs. O ambiente de optimismo quanto ao sucesso desta experiência é bem visível entre os cientistas, para quem visita o CERN. Mas a verdade é que ninguém tem a certeza se o mais pequeno fragmento da matéria, previsto há 40 anos pelas teorias do inglês Peter Higgs (ainda vivo), vai ser mesmo detectado. Se o LHC o descobrir, só dentro de dois anos, pelo menos, os investigadores e técnicos dos maiores laboratórios de física poderão festejar este acontecimento histórico.

O processo que conduziu à construção do LHC é o culminar de uma história de 54 anos de sucessos da organização. E a afirmação definitiva do Velho Continente como líder mundial na física de partículas. Mas há mais. O CERN tem um modo de funcionamento único que é uma das razões do êxito, representando o que há de melhor na alma europeia. "Aqui trabalham em equipa, lado a lado, cientistas oriundos de países em guerra ou em conflito, como a Rússia e a Geórgia, a Índia e o Paquistão, os EUA e o Irão. E todos os investigadores são tratados por igual, venham eles de países grandes ou pequenos, ricos ou pobres", afirma a cientista portuguesa Ana Henriques, coordenadora de uma das equipas do ATLAS, um dos grandes detectores de partículas do LHC. A maior máquina de sempre é, assim, uma máquina da paz e da concórdia. Os resultados da investigação desenvolvida são postos à disposição da comunidade científica internacional e esta política de abertura é, sem dúvida, um dos segredos do sucesso do CERN.

Cerca de 2500 pessoas trabalham na instituição, mas há mais 7000 cientistas visitantes de todo o mundo que frequentam regularmente os laboratórios. A cooperação internacional que a criação do LHC mobilizou é impressionante: dez mil cientistas de 500 instituições académicas e empresas industriais espalhadas pelo planeta contribuíram, e os equipamentos foram construídos em vários países europeus, incluindo a Rússia, assim como nos EUA, Japão, Índia e Canadá. E surpresa das surpresas: 1500 físicos americanos estão ligados ao CERN, isto é, "o maior laboratório de física de partículas dos EUA está na Europa", explica ao Expresso com um ar triunfante o director-geral da instituição, o francês Robert Aymar.

Portugal tem mais de cem investigadores e técnicos no CERN, sendo um dos seus 20 Estados-membros. Esta foi a primeira organização científica internacional a que o país aderiu, em 1986. Na altura havia apenas dois doutorados em Física de Partículas, mas hoje são cem, 70 dos quais estão a trabalhar no LIP (Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas). "Hoje em dia, os grandes projectos científicos só podem ser feitos com base na cooperação internacional, e Portugal tem beneficiado imenso da participação no CERN, tanto na ciência como no ensino e empresas", considera Ana Henriques, acrescentando: "Na instituição faz-se ciência pela ciência, mas há desenvolvimentos tecnológicos com muitas aplicações na sociedade". E João Varela, coordenador da participação portuguesa no detector de partículas, sublinha que "é fundamental que a ciência portuguesa tenha referências e se confronte a nível internacional".

Perguntas & Respostas

O LHC vai criar buracos negros que podem engolir a Terra?

Os grandes buracos negros são criados no Universo através do colapso de estrelas massivas com grandes quantidades de energia gravitacional que absorvem toda a matéria envolvente. Alguns físicos sugerem que as colisões de partículas do LHC poderão criar buracos negros microscópicos. No entanto, um relatório de peritos independentes reunidos pelo CERN conclui que estes nunca teriam força gravitacional suficiente para engolir a matéria em volta. E estas equivalem às energias dos mosquitos! Se o LHC pode produzir miniburacos negros, então os raios cósmicos de energias mais elevadas que bombardeiam constantemente a Terra já teriam produzido muitos mais. Mas a Terra, surgida há 4,6 mil milhões de anos, ainda não desapareceu...

A colisão de partículas gera níveis de radiação perigosos?

A emissão de radiações é inevitável em aceleradores como o LHC e na colisão de partículas, mas não é permanente como nas centrais nucleares, mas apenas quando se fazem experiências. Quando o acelerador estiver desligado para manutenção, entre Janeiro e Março de cada ano (para evitar o consumo de energia no Inverno), a radiação acaba. O CERN obedece às regras de segurança das centrais nucleares da França e da Suíça, países onde estão instalados os seus 574 edifícios e as suas 251 áreas subterrâneas.

O que é o bosão de Higgs?

É uma das peças fundamentais na construção do Universo. O seu nome deve-se ao físico britânico Peter Higgs. Há cerca de 40 anos ele formulou uma teoria que defende que todo o espaço está ocupado por um campo, e que é através da interacção com ele que as partículas constituintes da matéria adquirem a sua massa. As partículas que interagem intensamente com este campo são pesadas e as que interagem pouco são leves. E o campo de Higgs tem pelo menos uma nova partícula associada, o bosão de Higgs.

Como são produzidos os feixes de partículas?

A partir do hidrogénio, o elemento mais abundante no Universo. Os protões que vão colidir no novo acelerador de partículas são obtidos retirando os electrões dos átomos de hidrogénio.

Por que razão o LHC tem 27 km de perímetro?

O tamanho de um acelerador está relacionado com o máximo de energia que se pretende obter na colisão das partículas e com os resultados que se querem alcançar. No LHC as colisões irão ocorrer em quatro pontos onde estão localizados detectores, e as partículas viajarão a uma velocidade muito próxima da velocidade da luz (99,9999991%), fazendo 11 mil voltas por segundo no túnel circular do LHC.

CINCO PERGUNTAS A:

Robert Aymar, director-geral do CERN

Qual é a importância das experiências do novo acelerador de partículas?

Todo o ser humano pergunta de onde vem e porque está aqui na Terra, o que criou a matéria e a vida, como chegámos à complexidade actual do Universo 13,7 mil milhões de anos depois do seu nascimento. É para compreender esta evolução que o CERN construiu o LHC, uma máquina de colisão de partículas.

Como justifica perante os contribuintes europeus o dinheiro gasto?

O CERN dedica-se à física fundamental, mas se nos preocupássemos apenas em fornecer à sociedade uma melhor compreensão do Universo não havia justificação para o que andamos a fazer. Ao mesmo tempo estamos a fazer progressos que entusiasmam o ser humano. E tenho a certeza de que todos os aparelhos que estamos a desenvolver são postos ao serviço da sociedade. Por exemplo, a World Wide Web foi descoberta no CERN e oferecida livremente ao mundo. Na medicina desenvolvemos ferramentas que são hoje usadas por todos. E temos a capacidade de acolher, num lugar com condições únicas de internacionalização e trabalho de equipa, investigadores provenientes de todo o lado, bem como assegurar a formação de novos cientistas, que depois regressam aos seus países para trabalhar. O CERN é um local de formação da elite científica da sociedade, dos cientistas do amanhã.

O LHC é uma vantagem importante da Europa em relação aos EUA?

O CERN nasceu depois da Segunda Guerra Mundial com o propósito de recuperar a liderança europeia na física, criando uma cooperação entre os países de modo a alcançar progressos substanciais nesta área, sabendo que a física é a base de todas as outras ciências. É importante reconhecer que o CERN foi criado, em parte, para competir com os EUA. Hoje, o maior laboratório americano de física está no CERN e não nos EUA, porque há 1500 físicos americanos a trabalhar na instituição, isto é, mais do que em qualquer outro país do mundo. O LHC é, por isso, uma manifestação do sucesso europeu, porque fomos capazes de financiar um projecto onde os EUA falharam - com o Super Super Colisionador (SSC). E conseguimos esse objectivo com menos custos e muito maior inovação. O LHC é uma máquina necessária e única, porque sabemos que o presente nível de conhecimento da física de partículas não está completo, não é coerente, falta alguma coisa, faltam outros tipos de partículas.

Qual é a sensação de assistir finalmente à primeira experiência para fazer circular um feixe de partículas no LHC a 10 de Setembro?

Alívio. A discussão sobre o LHC começou há 25 anos. Foi um processo tão longo e trabalhoso para tanta gente em todo o mundo que hoje, de certa maneira, é como se terminasse um longo stresse. Ao mesmo tempo, o novo acelerador é tão complexo, tão grande e tão caro, que a nossa vida durante estes anos não foi nada fácil. Os cientistas, engenheiros e técnicos tiveram que trabalhar juntos, de uma forma muito mais intensa que o habitual, para assegurar que o LHC seria um sucesso.

É difícil liderar quase dez mil cientistas no CERN, que provêm de países e culturas tão diferentes?

Os cientistas estão numa posição peculiar: têm de competir e ao mesmo tempo cooperar. Por isso digo sempre que a Ciência é um lugar onde há competição cooperativa ou cooperação competitiva. E é por isso que gerir um vasto número de cientistas internacionais de origens tão diferentes não é tão difícil como se possa esperar. E é muito gratificante ouvir gente que fala cerca de 80 línguas e dialectos diferentes a conviver, a rir - é uma conquista do CERN difícil de igualar.

OS NOSSOS CIENTISTAS

Ana Henriques

Responsável por 20 cientistas, engenheiros e técnicos (a que se somam mais 200)

Lidera um grupo que trata dos calorímetros no detector de partículas ATLAS, um dos dois principais do LHC. Tem 43 anos e é doutorada em Física. Vai observar as colisões de dois feixes de protões acelerados a altas energias pelo LHC e responder a muitas interrogações dos cientistas sobre a origem da matéria e as forças fundamentais da natureza.

João Varela

Coordena a participação portuguesa no detector de partículas CMS

Este investigador do Instituto Superior Técnico tem 54 anos e é doutorado em Física. Em Portugal lidera o projecto PET, na área da Física Médica (imageologia), que envolve um consórcio com oito instituições. O nosso país está envolvido na experiência do CMS desde o início e tem um grupo de 16 investigadores que construiu o calorímetro electromagnético.

Fonte: http://aeiou.expresso.pt/