O acelerador de partículas Large Hadron Collider (LHC) deve produzir seus primeiros dados antes do Natal, promovendo colisões de prótons a energias altas o suficiente para começar a estender as fronteiras da física de partículas. Mas o maior acelerador mundial de partículas só estará operando com metade da energia para a qual foi originalmente projetado, e pode não atingir sua potência de pico antes de 2011 - se é que virá a atingi-la.
O novo cronograma foi anunciado pelo Centro de Pesquisa Nuclear Euyropeu (CERN), o laboratório europeu de física de partículas, perto de Genebra, Suíça, em 6 de agosto, O LHC custou US$ 6 bilhões e está fora de operação há um ano, depois de um acidente em 19 de setembro de 2008, apenas nove dias depois que os primeiros feixes de partículas circularam pela instalação, com grande alarde mundial.
Quando uma conexão defeituosa entre dois dos ímãs supercondutores usados para acelerar partículas se queimou, um arco de corrente elétrica de 8,7 amperes foi disparado em um imenso curto-circuito. A corrente perfurou o tubo que transporta hélio líquido e circunda o cabo supercondutor, despejando fuligem e causando uma detonação de hélio fervente que danificou um total de 53 ímãs.
Durante os reparos, no trimestre passado, um novo conjunto de problemas relacionado a conexões defeituosas de ímãs foi descoberto. Ainda que os dirigentes do CERN acreditem que agora os problemas estão sob controle, vão proceder com cautela no que tange a elevar a energia utilizada.
Na metade de novembro, prótons serão injetados no anel acelerados de 26 quilômetros, a baixas energias, para demonstrar que dois feixes de partículas podem percorrê-lo em direções opostas. Cerca de quatro semanas mais tarde, os feixes serão acelerados a cerca de 3,5 teraeletronvolts, o que equivale a cerca de metade da energia planejada para os feixes do LHC. A colisão de feixes vai gerar chuveiros de partículas exóticas, e os cientistas começarão a recolher os dados de que necessitam para calibrar os instrumentos.
¿Poderíamos ter um presente de Natal para os pesquisadores, se tivermos sorte¿, diz Steve Myers, diretor do departamento de aceleração de partículas do CERN. Caso as colisões iniciais corram bem, ele afirma, os engenheiros elevarão as energias a entre quatro e cinco teraeletronvolts, em algum momento de 2010.
Os feixes em seguida serão desligados por cinco ou seis meses, a partir de outubro ou novembro de 2010, para novos reparos e a instalação de novas válvulas de segurança para a liberação de hélio, antes de uma tentativa de operar com energias mais altas, em 2011.
Os teóricos dizem que colisões no LHC com energia da ordem de sete teraeletronvolts devem começar a revelar partículas até agora não encontradas, se bem que talvez demore mais que o projetado acumular provas de sua existência.
O modelo padrão da física de partículas, que descreve o zoológico de partículas subatômicas e as forças que as controlam, deixa de funcionar a energias superiores a um teraeletronvolts. Experiências com energia mais elevada podem revelar novas partículas como as previstas por um dos mais populares sucessores ao modelo padrão, conhecido como "superssimetria".
Também poderiam ser localizadas partículas de uma forma hipotética de matéria escura que supostamente responde por um quarto da massa do universo. Por fim, um dos alvos mais cobiçados é o bóson de Higgs, a única partícula prevista pelo modelo padrão e ainda não identificada. O fugaz bóson é um marcador para o chamado mecanismo de Higgs, que pode explicar de que maneira as partículas adquirem massa.
Más soldas
O acidente de 2008 foi causado por uma solda defeituosa em uma seção de cabo supercondutor que conectava dois ímãs. Os meses subseqüentes de inspeções em todo o LHC identificaram apenas outras quatro soldas defeituosas nesse tipo de conexão - mas também revelaram um problema muito mais amplo.
Os cabos supercondutores ficam cercados por cabos de cobre que funcionam como "válvulas de segurança" para conduzir qualquer sobrecarga repentina. Os cabos de cobre só atuam caso os cabos supercondutores se aqueçam e percam sua capacidade de conduzir eletricidade sem resistência.
Testes nas últimas semanas revelaram 80 más soldas entre seções de cabos de cobra, mas nem todas as 10 mil soldas entre cabos de cobre existentes no LHC foram inspecionadas. Esse elemento de incerteza significa que o CERN deve elevar a energia operacional da máquina de maneira cautelosa a fim de evitar novos incidentes.
O custo dos reparos foi de US$ 3,7 milhões, até o momento. Myers reconhece que existe um problema de controle de qualidade nas soldas, e que o sistema de detecção de picos de corrente e para mitigar a liberação catastrófica de hélio pode ser melhorado. "São em geral as coisas simples que causam problemas", diz.
Peter Limon, físico do Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, em Batavia, Illinois, diz que esses problemas iniciais são "típicos". Limon relembra que diversos problemas resultaram em que o Tevatron, do Fermilab ¿no momento o mais potente acelerador de partículas do mundo- precisasse de alguns anos para atingir sua maior energia, de 1,8 teraeletronvolts.
Já que o LHC precisará recolher dados por um ou dois anos antes que uma descoberta definitiva sobre o bóson de Higgs possa ser realizada, o Tevatron ainda tem uma chance de vencer a corrida. Físicos do Tevatron planejam divulgar os dados mais recentes sobre sua busca do bóson de Higgs em 18 de agosto, na conferência Lepton-Photon, em Hamburgo, Alemanha. Gordon Kane, físico teórico da Universidade do Michigan em Ann Arbor, diz que os físicos estão frustrados com os atrasos no LHC, mas acrescenta que um ano a mais de espera não é demais, no que tange à partícula de Higgs, cuja existência teórica foi proposta em 1964. "Estarei lá quando ela for descoberta", disse Kane, 72. "Não importa quanto demore".
Tradução: Paulo Migliacci ME
The New York Times
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