Relato original de Juan Carlos López, do Xataka Espanha
Santiago Folgueras é um jovem físico espanhol que está liderando um projeto importante no CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear). Durante a conversa que tive com ele, há já vários meses, ele me contou com todos os detalhes sobre seu projeto INTREPID, que estará vinculado ao futuro HL LHC (High Luminosity Large Hadron Collider, ou LHC de alta luminosidade). No entanto, o que mais me chamou a atenção foi o entusiasmo com o qual ele me falou sobre o FCC (Futuro Colisor Circular), que será a máquina que presumivelmente sucederá o HL LHC.
Se o itinerário planejado pelo CERN seguir seu curso, o HL LHC estará pronto no final desta década, em 2030. E será capaz de produzir nada menos que 40 milhões de colisões por segundo. A quantidade de informação que gerará será tão enorme que será necessário desenvolver um sistema capaz de analisar os dados em tempo real e tomar uma decisão sobre a colisão que acabou de acontecer.
Este é, precisamente, o objetivo do HL LHC: aumentar drasticamente o número de colisões em comparação com as ocorridas nas iterações anteriores do LHC. A luminosidade mede, de fato, quantas potenciais colisões de partículas ocorrem por unidade de superfície e tempo. Ela é medida em femtobarns inversos, de modo que cada um equivale a 100 trilhões de colisões entre prótons. Vale lembrar que são trilhões na escala longa, ou seja, um femtobarn inverso equivale a 100 milhões de milhões de colisões.
O design do FCC está em discussão
Desde que começaram os experimentos no acelerador, em 2010, até o final de 2018, quando suas atividades foram suspensas, foram produzidos 150 femtobarns inversos em seu interior. De acordo com o planejamento atual dos técnicos do CERN, as modificações necessárias no LHC para aumentar sua luminosidade devem ser capazes de produzir 250 femtobarns inversos por ano até atingir 4.000 durante todo o período de atividade.
De qualquer forma, o mais interessante é lembrar que as melhorias que os técnicos do CERN estão introduzindo no LHC respondem à necessidade de encontrar falhas no Modelo Padrão, com o propósito de ampliar nossa compreensão sobre o mundo das partículas. Algumas das questões que os físicos do CERN esperam poder responder com a ajuda do HL LHC são: o que é e quais propriedades tem a matéria escura, por que os neutrinos têm massa e por que não há antimatéria no universo. Não há dúvida de que são perguntas fascinantes.
No entanto, o plano dos físicos do CERN não termina com o HL LHC. Quando todos os ciclos de operação do LHC forem concluídos, a instituição planeja construir o FCC, um acelerador muito maior que o HL LHC e capaz de atingir energias muito mais altas. Presumivelmente, ele terá uma circunferência de 100 km (a do LHC atual mede 27 km) e sua construção começará em 2038. O objetivo dos físicos do CERN é que o FCC seja capaz de alcançar, durante a segunda etapa do projeto, uma energia de 100 TeV (teraeletronvolts). Para termos uma ideia precisa do que estamos falando, basta lembrar que o LHC atual opera com uma energia de 16 TeV.
Se tudo sair conforme o planejado, o FCC deve estar pronto até 2070. Segundo o CERN, a primeira fase do projeto, que não inclui o plano completo, custará cerca de 17 bilhões de dólares. Vladimir Shiltsev, físico especializado em aceleradores da Universidade do Norte de Illinois (EUA), calcula que todo o projeto custará pelo menos 30 bilhões de dólares.
De acordo com a revista Nature, alguns físicos, como Jenny List, pesquisadora no sincrotrão de elétrons de Hamburgo (Alemanha), criticam este plano e defendem a construção de um acelerador linear de até 33 km, em vez de um circular. Segundo eles, a opção linear será muito mais econômica e permitirá realizar os mesmos experimentos que uma instalação circular. Veremos por qual opção os cientistas seguirão, mas não há dúvida de que essas discussões são necessárias para tomar as decisões corretas. Os cientistas ainda têm tempo suficiente para ponderar tudo e direcionar o projeto pelo caminho mais adequado.
Imagem | Piotr Traczyk/CERN
Este texto foi traduzido/adaptado do site Xataka Espanha.
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