Os aceleradores de partículas são estruturas complexas e fascinantes, usadas para aumentar a velocidade de partículas carregadas, como partículas alfa e prótons, para que possam bombardear núcleos atômicos estáveis, vencendo a repulsão que há entre eles2. Esses equipamentos são fundamentais para a ciência, pois permitem a síntese de elementos que antes não eram conhecidos e a investigação de fenômenos físicos em condições extremas.
O Grande Colisor de Hádrons (LHC)
O maior acelerador de partículas do mundo é o Grande Colisor de Hádrons (LHC), localizado na Suíça. O LHC consiste em um túnel subterrâneo circular, com 27 km de comprimento5. Dentro deste túnel, feixes de partículas são lançados e viajam a velocidades enormes até colidirem entre si. Na colisão, as partículas reagem produzindo novas partículas, que após a colisão, viajam através dos experimentos. O resultado da colisão é monitorado por quatro detectores: ATLAS, CMS, ALICE e LHCb5.
O experimento Atlas, por exemplo, tem 46 m de comprimento, 25 m de altura e 25 m de largura, e pesa 7000 toneladas1. Este experimento investiga uma ampla gama de física, desde a interação entre as partículas após as colisões num acelerador como o LHC, até a verificação e refinamento das previsões do Modelo Padrão, que descreve como as estruturas que compõem o universo são formadas por meio da interação entre 17 partículas elementares15.
Sirius: O Acelerador de Partículas Brasileiro
No Brasil, temos o Sirius, um acelerador de partículas de 68 mil metros quadrados inaugurado em 20183. Diferente do LHC, o Sirius acelera elétrons próximo à velocidade da luz, numa via na qual todos caminham numa mesma direção sem um trombar no outro, e até uma energia fixa de 3 giga elétron-volt (GeV)3. O LHC, por sua vez, pode dar energia máxima de 7 mil GeV3.
Futuro dos Aceleradores de Partículas
O futuro dos aceleradores de partículas promete ser ainda mais impressionante. O CERN, por exemplo, planeja construir um acelerador de partículas com 100 km de extensão4. Este novo acelerador permitirá a realização de experimentos ainda mais avançados e a possibilidade de descobertas científicas inéditas.
Em resumo, o tamanho dos aceleradores de partículas varia de acordo com o tipo de experimento que eles são projetados para realizar. No entanto, todos eles compartilham o objetivo comum de avançar nosso entendimento do universo em um nível fundamental.
