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 Informações da Organização Européia para a Pesquisa Nuclear (CERN)

Grande Colisor de Hádrons cria ‘mini-Big Bang’

Cientistas esperam aprender mais sobre plasma que deu origem ao Universo, logo após o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos.


Foto: Getty Images

LHC criou um “mini-Big Bang”, colocando em choque íons de chumbo.

O maior acelerador de partículas do mundo, chamado Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), atingiu um feito inédito ao conseguir criar um “mini-Big Bang”, colocando em choque íons de chumbo.

Antes, os cientistas que trabalham na gigantesca máquina – localizada em um túnel de 27 quilômetros na fronteira entre França e Suíça – conseguiam apenas colidir prótons.

Esse tipo de colisão poderia ajudar a encontrar a partícula Bóson de Higgs, que é considerada uma chave para explicar a origem da massa, e descobrir sinais de novas leis da física, como o modelo-padrão chamado supersimetria.

No entanto, durante quatro semanas, cientistas do LHC vão se concentrar em analisar os dados obtidos pela colisão de íons de chumbo.

Dessa maneira, eles esperam aprender mais sobre o plasma que deu origem ao Universo, um milionésimo de segundo após o Big Bang, há 13,7 bilhões de anos.

Um dos sistemas do acelerador foi criado especificamente para colidir íons de chumbo. Um dos responsáveis por essa área, David Evans, da Universidade de Birmingham, disse que as colisões conseguiram gerar as maiores temperaturas e densidades já criadas em um laboratório.

“Estamos muito empolgados com essa façanha”, disse Evans. “Esse processo foi feito com total segurança em um ambiente controlado, gerando bolas de fogo incrivelmente quentes e densas, com temperaturas acima de 10 trilhões de graus Celsius, um milhão de vezes mais quente que o centro da Terra.”


Sopa de partículas

“Nessas temperaturas, até mesmo prótons e nêutrons derretem, resultando em uma densa sopa de (partículas) quarks e glúons, conhecida como plasma quark-íon.” Quarks e glúons são partículas subatômicas, ou blocos que constroem a matéria.

Nesse estado, essas partículas não se atraem mais uma pela outra. Segundo o cientista, os físicos esperam aprender mais sobre a força que liga os núcleos dos átomos e que é responsável por 98% de sua massa.

Depois que terminar a colisão de íons, o LHC – que é operado por cientistas do Centro Europeu de Investigação Nuclear – voltará a colocar prótons em choque.

  

 Cientistas do CERN observam vínculos inéditos entre partículas

Embora resultados ainda precisem de confirmação, equipe não descarta a existência de uma nova maneira de as partículas se ligarem.


Foto: Getty Images


Cientistas que trabalham no maior acelerador de partículas do mundo afirmaram esta terça-feira (21) a descoberta de um fenômeno nunca antes observado em sua busca por elucidar os maiores segredos do universo.

Depois de quase seis meses de exploração do Grande Colisor de Hádrons (LHC), as experiências começam a revelar “sinais de fenômenos potencialmente novos e interessantes”, anunciou o Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), em seu site na internet.

Trata-se, particularmente, do fato de que “certas partículas são intimamente ligadas, de uma maneira que nunca foi observada nas colisões de prótons”, continuou.

“O novo fenômeno apareceu em nossas análises em meados de julho”, disse o físico Guido Tonelli, durante apresentação a colegas cientistas do CERN dos primeiros resultados produzidos pelas colisões de prótons a uma potência de 7 TeV.

Tonelli alertou que os resultados precisam ser confirmados, mas assegurou que os cientistas da equipe que trabalham no detector não conseguiram descartar a existência do novo vínculo.

“Precisamos de mais dados para analisar completamente o que acontece e dar os primeiros passos para uma nova física, um novo mundo que o LHC, esperamos, vai nos permitir descobrir”, afirmou.

Com 27 km, o acelerador de partículas é uma estrutura circular construída a 100 metros de profundidade na fronteira franco-suíça, ao custo de 5,2 bilhões de dólares.

Com ele, cientistas tentam recriar condições próximas às que produziram o Big Bang, que deu origem ao Universo.

  

 Acelerador de partículas do CERN ativa colisões de íons de chumbo

Experimentos vão até dezembro de 2010.

O grande acelerador de partículas do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), o mais potente do mundo, provocou as primeiras colisões de íons de chumbo, despertando mais incógnitas sobre a origem do Universo.

Segundo o organismo, os experimentos com as partículas pesadas começaram nesta segunda-feira, pois conseguiram condições estáveis no funcionamento do acelerador e nas colisões. Estes experimentos com íons de chumbo abrem “uma nova fase na pesquisa do programa do acelerador para sondar a matéria, como acontecia nos primeiros instantes do Universo”, logo depois do Big Bang, segundo o CERN.

“Um dos principais objetivos desta nova fase é produzir quantidades ínfimas desta matéria e estudar sua evolução para aquela que constitui o Universo atualmente”, precisou o organismo.

“A rapidez na transição para as colisões de íons de chumbo representa um sintoma de maturidade do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo”, segundo o diretor geral do CERN, Rolf Heuer.

O LHC acelerará e chocará íons de chumbo até o dia 6 de dezembro, momento em que a máquina fará uma parada técnica para sua manutenção, antes de retomar as atividades em fevereiro de 2011 para experimentação.

  

 Descobertas do LHC estão apenas começando.



Foto: CERN

Cientista observa colisões de partículas dentro do LHC: experiências estão apenas começando.

Há cerca de 8 meses, o mais potente acelerador de partículas já feito, o Grande Colisor de Hadrons (LHC), opera às energias mais altas já atingidas em laboratório. Construído pela Organização Européia para a Pesquisa Nuclear (CERN) e contando com a participação de cerca de 9000 cientistas de 580 instituições de 85 países, ele vem arremessando prótons, uns contra os outros, em um túnel com 27 quilômetros de circunferência a 170 metros de profundidade na fronteira entre Suíça e França. Desde o início de sua atividade cientistas de diversas partes do mundo vem coletando e processando os dados gerados pelos experimentos.

Nas duas últimas semanas, eles publicaram algumas descobertas iniciais, entre elas a primeira detecção dos bosons Z (um dos responsáveis pela chamada interação fraca, descoberto pelo CERN em 1983) na colisão de íons de chumbo (átomos de chumbo dos quais foram tirados os elétrons e são chamados de íons pesados por terem 208 prótons e nêutrons em seu núcleo). “Mais surpreendente do que a descoberta é a velocidade e eficiência com que as pessoas colocaram os íons pesados para acelerar e colidir no LHC”, comentou com o iG Sergio Novaes, do Centro Regional de Análise de São Paulo (Sprace), vinculado à Universidade Estadual Paulista (Unesp), um dos 161 clusters de todo o mundo que colaboram no processamento dos dados do experimento. “Até o momento, nos nove dias de coleta de dados de íons pesados pelo CMS-BR [um dos detectores do LHC], foram detectados 10 eventos contendo candidatos ao bóson Z. Ocorreram também muitos outros eventos.

A quantidade de dados coletados é tão grande que é preciso selecionar parte do que é produzido”, completa a física Sandra Padula, também do Sprace, que está trabalhando no centro de controle dentro do CERN. Segundo ela, nas próximas semanas devem ser feitos novos anúncios pela equipe, que conta com mais de 3 mil colaboradores. “Nestes últimos dias a maior parte do tempo foi dedicada a fazer ajustes, a verificar se o detector está funcionando corretamente, se o software está coletando e reconstruindo os dados com precisão. E os dados continuam a ser produzidos em profusão. Depois disso é que vamos fazer a análise mais detalhada desses dados. A diversão apenas começou…”

Um dos enfoques das colisões de ions pesados é a formação e o estudo do plasma quark-gluon, um estado da matéria que existiu bem no início do Universo e permitiu aos físicos investigar o que aconteceu nos milisegundos após o Big Bang, a explosão que ocorreu há cerca de 13,5 bilhões de anos e deu origem ao nosso universo. Além disso, a tão esperada comprovação da existência de dimensões extras, energia e matéria escura entre outras coisas poderão sair exatamente da análises dos dados gerados pelo CERN. Não é possível, no entanto, dizer quando elas irão acontecer. A grande expectativa é pela comprovação da existência do bóson de Higgs, a partícula que dá massa a todos as outras partículas e é o alicerce sobre o qual se ergueu boa parte da física do século XX. “O que está acontecendo agora é que estamos caminhando. Como a tecnologia é nova, comemoramos cada passo, mas não vi física nova ainda”, afirmou ao iG o físico George Matsas, também da Unesp, mas que não está ligado ao projeto de cooperação com o CERN.

Os anúncios das duas últimas semanas estão ligados ao fato de o acelerador ter começado a colidir íons pesados. “Essa é, eu diria, uma razão importante. Nunca íons pesados foram acelerados a energias tão altas, então, há uma grande expectativa em relação aos resultados”, afirmou Sandra. Na semana passada o CERN também divulgou a informação de que cientistas da instituição haviam conseguido capturar átomos de antimatéria. O experimento, porém, não foi feito no LHC.

Em 6 de dezembro o LHC será desligado e volta a funcionar no início de fevereiro de 2011. A manutenção é programada para acontecer anualmente nessa época. Ela é uma forma de conciliar a necessidade de manutenção programada do acelerador com o aumento do consumo de energia da população, por causa da chegada do inverno. Enquanto isso milhares de cientistas de todo o mundo estarão grudados em seus computadores tentando entender o que o universo está querendo mostrar. “Se encontrarmos o que estamos esperando está ótimo . Agora, mais excitante ainda seria encontrar coisas que nem imaginávamos.”, afirma Sandra.

  

 Cientistas conseguem capturar antimatéria.

Pesquisadores do CERN anunciaram a produção de átomos de antihidrogênio, que ajudarão a elucidar um dos mistérios do universo.


Foto: CERN

A imagem mostra a destruição de átomos de antihidrogênio que não foram capturados pelo experimento ALPHA

Pesquisadores do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), onde fica o Grande Colisor de Hádrons (na sigla em inglês, LHC), deram um passo importante para a compreensão sobre a origem do Universo. Em estudo publicado hoje (17) na revista científica Nature, eles mostraram que conseguiram capturar átomos de antimatéria.

O conceito de antimatéria tem sido um dos grandes mistérios da Ciência. Matéria e antimatéria são idênticas, exceto pela carga elétrica oposta. Cientistas acreditam que na explosão do Big-Bang, matéria e antimatéria foram produzidas em quantidades iguais. No entanto, o universo é composto por apenas por matéria. A antimatéria parece ter desaparecido.

Para descobrir o que aconteceu com a antimatéria, cientistas utilizaram um dos elementos mais conhecidos da física, o hidrogênio, cujo átomo é composto de um próton e um elétron, e tentaram verificar se seu contraponto, o antihidrogênio, comportaria-se da mesma maneira.

Os átomos de antihidrogênio foram criados a vácuo. Como matéria e antimatéria se aniquilam quando reunidas, os átomos de antihidrogênio têm expectativa de vida muito curta. O experimento estendeu a duração da antimatéria usando fortes campos magnéticos para prendê-la e, assim, evitar que entrasse em contato com a matéria. O experimento, que recebeu o nome de ALPHA, mostrou que é possível capturar átomos de antihidrogênio por cerca de um décimo de segundo. Dos milhares de átomos capturados, 38 foram capturados por tempo suficiente para serem estudados. Os resultados do estudo ainda serão divulgados.

“Por razões que ainda ninguém entende, a natureza descartou a antimatéria. Assim, é muito gratificante olhar para o dispositivo ALPHA e saber que ele capturou átomos de antimatéria”, disse Jeffrey Hangst da Universidade de Aarhus, Dinamarca, porta-voz do experimento. “Isto nos inspira a trabalhar muito mais para ver se a antimatéria tem algum segredo.”

Em outro experimento envolvendo antimatéria, o programa Asacusa, também do CERN, foi demonstrada uma nova técnica para produzir átomos antihidrogênio mais perenes. O estudo ainda será publicado no periódico científico Physical Review Letters. “Com dois métodos de produção e, eventualmente, estudo de antihidrogênio, a antimatéria não será mais capaz de esconder suas propriedades por muito mais tempo”, disse Yasunori Yamazaki, do Centro de Pesquisas Riken, no Japão, e integrante da Asacusa. “Ainda há um caminho para percorrer, mas estamos muito felizes de ver como esta técnica funciona.”  

  

 Cientistas buscam provar existência de novas dimensões em 2011.

Experiências no LHC, a máquina do Big Bang, poderão comprovar se e a misteriosa partícula chamada bóson de Higgs realmente existe.

Cientistas que operam a “máquina do Big Bang” dizem que suas experiências estão transcorrendo além das expectativas, e que preveem obter no ano que vem provas da existência de outras dimensões além daquelas às quais estamos acostumados.

Analisando os resultados de quase oito meses de experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), que é a maior máquina do mundo, os cientistas do Cern (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear) disseram também que poderão determinar até o final de 2011 se a misteriosa partícula chamada bóson de Higgs realmente existe ou não. Essa partícula nunca foi localizada, mas acredita-se que ela forneça a “cola” que dá massa à matéria.

Guido Tonelli, porta-voz de uma das equipes ligadas ao LHC, disse que a investigação sobre as dimensões adicionais – além da altura, largura, comprimento e tempo – se tornará mais fácil conforme aumentar a energia resultante das colisões de prótons dentro do túnel circular de 27 quilômetros sob a fronteira franco-suíça.

Outros físicos do Cern dizem que o êxito até agora sugere que alguns grandes enigmas do universo podem ser ao menos parcialmente resolvidos antes do que se previa.

“Um ano atrás, seria impossível para nós adivinhar que a máquina e as experiências resultariam em tanta coisa tão rapidamente”, disse Fabiola Gionotti, porta-voz de outra equipe, em relatório divulgado no site do instituto. “Estamos produzindo novos resultados o tempo todo.”

O LHC, cuja construção custou 10 bilhões de dólares, envolve cientistas e centros de pesquisas de 34 países, e entrou em operação plena em 31 de março. Dentro do túnel, prótons são submetidos a colisões a velocidades próximas à da luz, com crescente energia, simulando assim o Big Bang, explosão primordial que deu origem ao universo 13,7 bilhões de anos atrás.

No começo deste mês, os cientistas começaram a usar íons de chumbo nas colisões, criando temperaturas 1 milhão de vezes superiores à do núcleo solar.

As colisões de íons, criando um amálgama apelidado de plasma de quark-gluon, oferecem aos pesquisadores outra maneira de observarem o que aconteceu no primeiro nanossegundo após o Big Bang, e a primeira matéria gerada após aquela violenta explosão.

Em 6 de dezembro, o LHC será fechado para manutenção e para evitar que, no auge do inverno, a máquina “sugue” a energia a ser distribuída pelas redes elétricas da Franca e Suíça.

A máquina será religada em fevereiro, e funcionará novamente a plena potência, com prótons, até o final do ano, quando voltará a parar até 2013, enquanto os engenheiros preparam o LHC para funcionar com o dobro de energia a partir do final da década.

  

  Cientistas do CERN prevêem descobertas sobre universo paralelo

Operações do Grande Colisor de Hadrons podem mudar completamente o modo como se enxerga o funcionamento do universo.

Os físicos que investigam a origem do universo esperam ter, no ano que vem, as primeiras provas da existência de conceitos caros aos escritores de ficção científica, como mundos ocultos e dimensões extras.

À medida que o Grande Colisor de Hádrons (LHC) do Cern, nas proximidades de Genebra, opera com uma força maior, eles falam cada vez mais sobre uma “Nova Física” no horizonte, que poderia mudar por completo os pontos de vista atuais sobre o universo e o seu funcionamento.

“Universos paralelos, formas desconhecidas de matéria, dimensões extras…Isso não é coisa de ficção científica barata, mas teoria física muito concreta que os cientistas tentam confirmar com o LHC e outros experimentos.”

Isso foi o que escreveram os integrantes do Grupo de Teoria do centro internacional de pesquisa no boletim direcionado aos funcionários do Cern este mês.

Enquanto as partículas se chocam no vasto complexo subterrâneo do LHC a energias cada vez maiores, os “extra bits do universo” – se é que eles existem como o previsto – poderão ser vistos no computador, afirmam os teóricos.

O otimismo é crescente entre as centenas de cientistas que trabalham no Cern, ao longo da fronteira entre França e Suíça, numa experiência de 10 bilhões de dólares, que inicialmente apresentou problemas, mas este ano vem cumprindo suas metas.

 

Colisão de prótons

Em meados de outubro, disse o diretor-geral Rolf Heuer à equipe no último fim de semana, os prótons eram colididos ao longo do anel subterrâneo de 27 quilômetros a uma taxa de 5 milhões por segundo – duas semanas antes da data prevista para esse número.

No ano que vem, as colisões ocorrerão – se tudo continuar seguindo bem – a uma taxa que produzirá o que os físicos chamam de “femtobarn inverso”, mais bem descrito como uma quantidade colossal de informações para a avaliação dos analistas.

As colisões recriam o que aconteceu numa minúscula fração de segundo após o “Big Bang” primordial, 13,7 bilhões de anos atrás, que gerou o universo que conhecemos hoje e tudo o que ele contém.

Depois de séculos de observações cada vez mais sofisticadas da Terra, apenas 4 por cento do universo é conhecido – porque o restante é formado pelo que tem sido chamado de matéria escura e energia escura (porque são invisíveis).

 

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