Grande Colisor de Hádrons) entrará em funcionamento em 10 de Setembro
de 2008, no Cern (Organização Européia de Pesquisa Nuclear). Quando
isso acontecer, irá superar o acelerador Tevatron e se tornará o
acelerador de mais alta energia já construído.
O LHC tem formato circular, com um perímetro de 27 km de extensão.
Ao contrário dos demais aceleradores de partículas, a colisão será
entre prótons, e não entre pósitrons e elétrons (como no LEP), entre prótons e anti-prótons (como no Tevatron) ou entre elétrons e prótons (como em HERA).
O LHC irá acelerar os feixes de prótons até atingirem 7 TeV (assim,
a energia total de colisão entre dois prótons será de 14 TeV) e depois
fá-los-á colidir em quatro pontos distintos. A luminosidade nominal
instantânea é 1034 cm-2s-1, a que corresponde uma luminosidade
integrada igual a 100 fb-1 por ano. Com esta energia e luminosidade
espera-se observar o bóson de Higgs e assim confirmar o modelo padrão
das partículas elementares.
Foto tirada durante a construção do LHC.
Funcionamento
Nos colisores, as partículas de matéria são aceleradas dentro de um
campo eletromagnético até atingirem altos níveis energéticos, e depois
são colididas com outras partículas. Quando os feixes de partículas
viajam dentro do anel de colisão eles são aceleradas pelos campos
elétricos, sendo estes proporcionais à energia das partículas, ou seja,
quanto maior o campo elétrico maior será a energia da partícula. Essas
partículas absorvem parte da energia da onda de rádio à medida que
circulam nas cavidades de colisão: para que os feixes de partículas
passem pelas câmeras a vácuo várias vezes, elas precisam ser circulares.
É preciso bombardear dois feixes de partículas um dentro do outro,
para assim obter uma enorme quantidade de energia, pois as partículas
aniquilam-se umas as outras, liberando uma energia tão alta que pode
ser convertida em partículas pesadas. As colisões dos feixes de prótons
vão ocorrer em uma escala jamais vista e isso resultará em uma
quantidade imensa de dados, cerca de 15 Petabytes de dados anualmente.
Constituição do LHC
Possui um túnel a 100 metros debaixo da terra na fronteira da França
com a Suíça, onde os prótons serão acelerados no anel de colisão que
tem cerca de 27 km de circunferência e 8.6 km de diâmetro.
Amplificadores serão usados para fornecer ondas de rádio que são
projetadas dentro de estruturas repercussivas conhecidas como cavidades
de freqüência de rádio. 1.232 ímãs bipolares supercondutores de 35
toneladas e 15 metros de comprimento agirão sobre as transferências de
energias dentro do LHC.
Os detectores de partículas, que monitoram os resultados das
colisões, são os detectores ATLAS, ALICE, CMS e LHCb, e possuem mais ou
menos o tamanho de prédios de cinco andares (entre 10 e 25 metros de
altura) e 12.500 toneladas. Estima-se que o LHC custará o equivalente a
R$ 8,52 bilhões.
Objetivos
Um dos principais objetivos do LHC é tentar explicar a origem da
massa das partículas elementares e encontrar outras dimensões do espaço.
Uma das experiências a serem realizadas pelo LHC envolve a partícula
bóson de Higgs. O bóson de Higgs, previsto até agora somente em teoria,
poderia explicar por que a matéria possui massa. Se a teoria dos campos
de Higgs estiver correta, ela será confirmada pelo LHC.
As experiências por meio do LHC devem permitir descobrir várias
partículas dotadas de todas as cargas de energia e exercendo as mesmas
interações que as partículas do Modelo Padrão que nós já conhecemos.
O que é um hádron
Um hádron (palavra de origem grega que significa “forte”) é uma
partícula capaz de interagir através da força nuclear forte, e é
constituída por quarks, logo, está inclusa na Teoria da Cromodinâmica
Quântica. Exemplos de hádrons são os principais núcleons do Universo, o
próton e o nêutron.
Entenda, de forma simplificada, como funciona o LHC
“O LHC é, na verdade, um acelerador de partículas, um gigantesco
tubo onde pedacinhos de matéria serão postos para girar. Você pisca o
olho e essas partículas dão 10 mil voltas nos 27 quilômetros do tubo.
E, de repente, acontece aquilo que os cientistas mais esperam:
partículas se chocam e, com a violência do impacto, se desfazem.”
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