Pesquisadores da UFJF participam do Experimento Atlas

por Eduardo Malvacini

Área ocupada pelo LHC

Uma equipe da UFJF composta de três professores e três estudantes de mestrado e de pós-doutorado da UFJF integra o grupo de trabalho no experimento Atlas – parte do LHC (Grande Colisor de Hadrons) – no Cern (Organização Européia para Investigação Nuclear), que fica na fronteira da França com a Suíça. A equipe ajudou a projetar um sistema automatizado que testa as milhares de ligações que compõe o Experimento Atlas – um enorme detector de partículas – parte do experimento que tentar provar a existência do Bóson de Higgs.

O Cern é o maior centro de estudos sobre física de partículas do mundo. Integra seis aceleradores de partículas e é também conhecido por ter sido um dos berços da World Wide Web. O LHC, segundo Augusto Cerqueira, professor do Departamento de Circuitos Elétricos da Faculdade de Engenharia da UFJF, tem 27Km de circunferência e “é o maior instrumento científico já construído, não só porque reúne uma equipe de mais de 3 mil pesquisadores de todo o mundo, mas também em consideração ao investimento e à tecnologia que ele envolve”.

Atlas durante sua montagem

O LHC é um enorme acelerador de partículas que consegue inserir grande quantidade de energia em uma área extremamente reduzida de um pacote de prótons, fazendo com que esses prótons sejam acelerados a uma velocidade próxima a da luz. O experimento consegue, hoje, atingir uma energia de 7 TeV (tera eletróns-volt). Antes dessa tecnologia, o acelerador mais potente era o Tevatron, que alcançava uma energia de 1TeV. Os 7 TeV podem ser comparados a, por exemplo, a energia do bater de asas de um mosquito.”A diferença é que essa energia está concentrada em um feixe de prótons e a dificuldade é justamente de imprimir essa energia em um volume tão pequeno”, afirma Augusto. “Isso faz com que se consiga gerar mais partículas nas colisões e, portanto, eventos mais raros”.

Nos pontos de impacto do acelerador acontecem, em média, 600 milhões de colisões por segundo. Para analisar esses dados foram criados novos sistemas, dentre eles um filtro de eventos que só grava os dados de possíveis colisões interessantes, descartando os milhões impactos comuns. Mesmo depois de filtrada, a quantidade de dados é tão grande que uma equipe de aproximadamente 3 mil físicos, em todo o mundo, é responsável pela análise dos eventos.”Tanto o financiamento do LHC quanto a análise dos resultados são divididos entre vários países, membros ou usuários” pondera o professor.

Com tamanho equivalente a um prédio de cinco andares, o Experimento Atlas é composto por diversas camadas de detectores. Cada uma das partes tem a função de detectar e interagir com diferentes tipos de partículas para que, através da trajetória das partículas detectadas e de sua interação com o detector, seja possível saber que tipo de partícula está sendo vista.

Em função da radiação gerada pela aceleração e colisão de prótons, é mais seguro trabalhar em um ambiente subterrâneo, principalmente em caso de acidentes, por isso o LHC é instalado a mais de 100 metros abaixo do solo.

É assim que o Atlas "enxerga" uma colisão

Para organizar os mais de 3 mil colaboradores do LHC, as pesquisas são divididas em diferentes áreas; mesmo dentro de um experimento como o Atlas. Como relata Augusto Cerqueira, “essas partes dos projetos são divididas entre grupos menores que os desenvolvem, apresentam e defendem perante os outros pesquisadores para que então possam integrar o Atlas. Eles passam por testes rigorosos não só de funcionamento, mas também de compatibilidade com os outros sistemas”.

A equipe da UFJF trabalha no projeto desde 2003, em conjunto com equipes da USP e da UFRJ, auxiliando no teste de conexões dos sensores do Atlas. Atualmente, as equipes trabalham em um projeto de atualização do LHC, para tornar o filtro de eventos mais eficiente e inteligente, já que não só a energia das colisões irá aumentar, mas também o número de colisões por segundo. “Atualmente, trabalhamos com um projeto que vai ler os resultados de um dos calorímetros e comparar com os do detector de múons”, explica o professor. “A taxa de colisões, bem como a energia do acelerador vai aumentar nos próximos anos. Esse upgrade tem a intenção de deixar o sistema mais robusto, aumentando sua eficiência e facilitando a análise off-line do material gerado”.
Para Augusto “a formação tanto do aluno quanto do pesquisador ganha muito com a participação nesse experimento e, do ponto de vista da pesquisa, a universidade só tem a ganhar porque quanto mais produz, mais recursos consegue”.

Se você se interessou pelo tema e gostaria de saber mais sobre o que faz e o que se pretende descobrir no LHC, clique aqui e leia mais.

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