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O que é um acelerador de partículas?

O que é Física?

O que é um acelerador de partículas? Trata-se de um laboratório que estuda a colisão de partículas com altíssima velocidade para desvendar as estruturas da matéria.
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Os aceleradores de partículas foram criados e desenvolvidos a partir de 1920 e são basicamente utilizados como uma ferramenta de investigação em Física. Eles são formados por enormes túneis, que podem atingir quilômetros de extensão, onde as partículas, como prótons e elétrons, são aceleradas até que se choquem com obstáculos diversos ou com outras partículas em movimento.

O choque entre as partículas gera uma grande quantidade de energia e permite a criação de elementos antes desconhecidos para a ciência. Os quarks, partículas que compõem prótons e nêutrons, e os pósitrons, antimatéria dos elétrons, são exemplos de descobertas feitas por meio de experimentos realizados em aceleradores de partículas.

A importância dessas descobertas está na compreensão da composição inicial do universo, o que pode permitir o entendimento das origens de tudo o que existe. A compreensão exata da estrutura da matéria pode ajudar também no desenvolvimento de inúmeras tecnologias, como o diagnóstico por imagens realizado pela emissão de pósitrons (Pet Scan). A profundidade das imagens feitas pelo chamado Pet Scan pode auxiliar no combate ao câncer e outras doenças.

Outra possibilidade com o uso de aceleradores de partículas é a observação de fenômenos relativísticos. Os efeitos previstos pela teoria da relatividade podem ser perfeitamente entendidos, já que as partículas são aceleradas a velocidades muito próximas à da luz.

LHC: o grande colisor de hádrons

O LHC, sigla em inglês para Grande Colisor de Hádrons, é um acelerador de partículas circular que possui 27 km de circunferência e está enterrado a 100 m de profundidade entre as fronteiras da França e da Suíça. Inaugurado em setembro de 2008, o LHC operou com uma energia de 7 Tev (7 trilhões de elétrons-volt) em março de 2009. A colisão de prótons a velocidades próximas à da luz é capaz de gerar ambientes que se assemelham ao estado do universo nos instantes iniciais após o Big Bang.

Colisão de partículas

A imagem acima retrata uma colisão de partículas executada no LHC. Por intermédio dos rastros deixados, os cientistas buscam detectar novos tipos de partículas subatômicas. Por meio de minuciosas análises feitas no LHC, o Bóson de Higgs, partícula subatômica que confere massa às demais partículas, pode ser detectado.

Sirius: acelerador de partículas do Brasil

Está sendo construído na sede do Centro Nacional de Pesquisa e Energia de Materiais (Cnpem), na cidade de Campinas, em São Paulo, o acelerador de partículas Sirius. Com diâmetro médio de 153 m e energia de operação de 3 Gev (Giga elétron-volt), esse acelerador será do tipo síncrotron. As partículas serão aceleradas por meio de um campo elétrico que mantém sincronia com sua frequência de revolução e permanecerão confinadas em uma região de campo magnético.

O projeto de R$ 1,8 bilhão estará em funcionamento até 2018 e colocará o Brasil no cenário das seletas nações que possuem equipamentos de pesquisa com tamanha tecnologia. A observação das estruturas atômicas de rochas, fósseis e células de compostos químicos será uma das possibilidades de aplicação desse acelerador.


Por Joab Silas
Graduado em Física

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