Conheça o LHC, o maior acelerador de partículas já construído - Universitário
O LHC (Large Hadron Collider, ou, em português, 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.
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.
Bóson de Higgs - Info Escola
Por Ana Lucia Santana
No dia 10 de setembro de 2008 entrou em ação, na fronteira entre a França e a Suíça, o Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas até então construído pelo Homem, e o mais energeticamente potente. Sua meta é recriar o Big Bang, de forma a compreender seu mecanismo. Assim, ele tem como objetivo simular o choque de várias partículas subatômicas positivamente carregadas, os prótons.
Assim que elas colidem no âmago dos detectores de partículas, o Atlas e o CMS, os corpúsculos que nascem desta explosão disseminam-se por todas as partes e são então apanhados por estes aparelhos, os quais são compostos por diversos estratos de sensores sobrepostos, encarregados de mensurar a carga energética gerada e de investigar sua trajetória.
O Bóson de Higgs, partícula essencial, até hoje fruto de suposição científica, é o elemento de que os cientistas carecem para justificar a composição material do Universo; é esta chave que os pesquisadores anseiam por encontrar nesta experiência que pode subverter os rumos da Ciência. A existência do Bóson foi anunciada antecipadamente com o fim de legitimar o Modelo Padrão, mas ainda não foi possível comprovar empiricamente sua realidade.
O Modelo Padrão é a explicação teórica elementar colocada em cena pela Física; de acordo com este conjunto de conhecimentos, que estuda a relação entre os corpúsculos subatômicos, o Bóson de Higgs seria o elemento crucial que permitiria ao Homem compreender como se corporifica a massa em meio a toda energia que configura o Cosmos. Daí ele ser denominado pelos estudiosos a “Partícula de Deus”.
Esta teoria propiciou um certo avanço à Ciência, pois antes era crença geral ver os átomos como diminutos corpos essenciais da matéria, impossíveis de fracionar, mas logo os pesquisadores perceberam que, na verdade, eles eram fruto da ação recíproca entre corpúsculos ainda menores, como quarks, léptons, férmions e bósons. São ao todo 16 as partículas básicas – 12 compostas de matéria e 4 condutoras de energia.
Apesar, no entanto, destas descobertas, este Modelo é limitado, pois nenhum destes pequenos corpos apresenta massa quando são considerados em si mesmos, portanto não há como explicar, ainda, de onde procede a qualidade material do Universo. Assim, esta teoria só dá conta da matéria comum, que pode ser percebida sensorialmente pelo ser humano.
Daí a importância de se comprovar a existência do Bóson de Higgs, que, por apresentar massa e diferencial energético decisivos, se descoberto provocará resultados substanciais no mundo a nossa volta. Além do mais, ele permitirá aos cientistas entender, finalmente, o princípio da materialidade dos outros corpúsculos essenciais.
O Bóson de Higgs foi anunciado pela primeira vez em 1964, pelo físico inglês Peter Higgs, a partir das ideias de outro pesquisador, Philip Anderson. Embora nunca se tenha observado experimentalmente esta partícula, sua realidade já foi indiretamente verificada em diversos estudos. A Ciência aguarda, atualmente, os resultados do choque de partículas no Grande Colisor de Hádrons, para que se possa, enfim, provar sua existência.
No dia 30 de março de 2010 os cientistas conseguiram, pela primeira vez, levar este Colisor à tão almejada atividade, simulando assim o contexto cósmico logo após o Big Bang, os primeiros momentos de vida do Universo. Ainda não foi possível, porém, alcançar o estágio de exame definitivo do Bóson de Higgs.
Por Ana Lucia Santana
No dia 10 de setembro de 2008 entrou em ação, na fronteira entre a França e a Suíça, o Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas até então construído pelo Homem, e o mais energeticamente potente. Sua meta é recriar o Big Bang, de forma a compreender seu mecanismo. Assim, ele tem como objetivo simular o choque de várias partículas subatômicas positivamente carregadas, os prótons.
Assim que elas colidem no âmago dos detectores de partículas, o Atlas e o CMS, os corpúsculos que nascem desta explosão disseminam-se por todas as partes e são então apanhados por estes aparelhos, os quais são compostos por diversos estratos de sensores sobrepostos, encarregados de mensurar a carga energética gerada e de investigar sua trajetória.
O Bóson de Higgs, partícula essencial, até hoje fruto de suposição científica, é o elemento de que os cientistas carecem para justificar a composição material do Universo; é esta chave que os pesquisadores anseiam por encontrar nesta experiência que pode subverter os rumos da Ciência. A existência do Bóson foi anunciada antecipadamente com o fim de legitimar o Modelo Padrão, mas ainda não foi possível comprovar empiricamente sua realidade.
O Modelo Padrão é a explicação teórica elementar colocada em cena pela Física; de acordo com este conjunto de conhecimentos, que estuda a relação entre os corpúsculos subatômicos, o Bóson de Higgs seria o elemento crucial que permitiria ao Homem compreender como se corporifica a massa em meio a toda energia que configura o Cosmos. Daí ele ser denominado pelos estudiosos a “Partícula de Deus”.
Esta teoria propiciou um certo avanço à Ciência, pois antes era crença geral ver os átomos como diminutos corpos essenciais da matéria, impossíveis de fracionar, mas logo os pesquisadores perceberam que, na verdade, eles eram fruto da ação recíproca entre corpúsculos ainda menores, como quarks, léptons, férmions e bósons. São ao todo 16 as partículas básicas – 12 compostas de matéria e 4 condutoras de energia.
Apesar, no entanto, destas descobertas, este Modelo é limitado, pois nenhum destes pequenos corpos apresenta massa quando são considerados em si mesmos, portanto não há como explicar, ainda, de onde procede a qualidade material do Universo. Assim, esta teoria só dá conta da matéria comum, que pode ser percebida sensorialmente pelo ser humano.
Daí a importância de se comprovar a existência do Bóson de Higgs, que, por apresentar massa e diferencial energético decisivos, se descoberto provocará resultados substanciais no mundo a nossa volta. Além do mais, ele permitirá aos cientistas entender, finalmente, o princípio da materialidade dos outros corpúsculos essenciais.
O Bóson de Higgs foi anunciado pela primeira vez em 1964, pelo físico inglês Peter Higgs, a partir das ideias de outro pesquisador, Philip Anderson. Embora nunca se tenha observado experimentalmente esta partícula, sua realidade já foi indiretamente verificada em diversos estudos. A Ciência aguarda, atualmente, os resultados do choque de partículas no Grande Colisor de Hádrons, para que se possa, enfim, provar sua existência.
No dia 30 de março de 2010 os cientistas conseguiram, pela primeira vez, levar este Colisor à tão almejada atividade, simulando assim o contexto cósmico logo após o Big Bang, os primeiros momentos de vida do Universo. Ainda não foi possível, porém, alcançar o estágio de exame definitivo do Bóson de Higgs.
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