Dos mistérios do espaço sideral ao mundo subatômico, nada escapa a curiosidade e a busca pelo conhecimento humano. Ao mesmo tempo em que busca as origens da vida nas longínquas fronteiras do espaço, o homem também procura respostas nas mais ínfimas partículas constituintes da matéria. Na jornada para descobrir mais sobre o mundo invisível que compõe tudo o que existe, surgiu a física de partículas.

Elétrons, prótons, nêutrons e seus opostos, assim como os outros elementos constituintes do átomo, incluindo as partículas fundamentais férmions e bósons, bem como suas interações e aplicações, são objetos de pesquisa deste ramo da física.

Os exames de raios x, os tratamentos de radioterapia que combatem o câncer, assim como a geração de energia nas usinas nucleares e a produção de bombas, como as que devastaram Hiroshima e Nagasaki durante a segunda guerra mundial, são algumas dos resultados de estudos no campo das partículas atômicas.

Mas ao contrário da mecânica e da termodinâmica, por exemplo, que podem ser experimentados no cotidiano, o estudo dos átomos e seus constituintes nunca esteve tão próximo da maioria da maioria das pessoas.

Foi com o objetivo de popularizar esse ramo tão importante da física contemporânea e torná-lo mais acessível, que foi criado o Masterclasses internacional em física de partículas, evento liderado pela Universidade Técnica de Dresden, da Alemanha, com apoio da rede QuarkNet e cooperação  do Particle Physics Outreach Group International (IPPOG), um grupo independente de extensão que representa países envolvidos no esforço de investigação na Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) e outros grandes laboratórios de investigação.

Atualmente universidades e centros de pesquisa de 42 países recebem o Masterclasses e este ano, acompanhando esse movimento, a Escola de Ciências e Tecnologia ECT- UFRN recebeu o evento pela primeira vez, sendo a primeira instituição do nordeste a receber o evento que já existe há 11 anos.

Na ECT o Masterclasses ocorreu de 16 a 23 de março, com uma programação de palestras que falaram sobre as partículas elementares, evolução do modelo atômico, aplicações da física de partículas e o funcionamento dos grandes aceleradores. Tendo como ministrantes Marcia Bengalli, coordenadora nacional do Masterclasses, os Professores Ronai Lisboa, Léo Gouvea, Amadeu Albino, Rex Medeiros e do coordenador local do evento, Anderson Guedes.  

Além das palestras os  professores e estudantes inscritos puderam analisar experimentos dos grandes laboratórios e participar de uma visita virtual em videoconferência ao detector ATLAS do CERN, guiada pelo pesquisador Bruno Lenzi, que foi realizada no último dia.

A coordenadora nacional do Masterclasses se mostrou impressionada com a participação e desempenho dos participantes elogiou a organização local.“A experiência que eu tive aqui foi excelente. A recepção, o interesse, o conhecimento, a capacidade de raciocínio dos alunos, os professores idem. Os alunos são excepcionalmente bons porque os professores são excepcionalmente bons. Foi uma excelente surpresa pra mim. Melhor é impossível”.

Anderson Guedes falou sobre o objetivo da ação: “O importante não é que os participantes se tornem especialistas e sim que repassem o conhecimento adquirido”. E ainda demonstrou seu desejo de consolidar o evento na instituição: “A ideia é fazer com que o Masterclasses se torne algo permanente na UFRN”. Anderson é graduado em física, mestre em ensino de física pelo programa de pós-graduação em ensino de ciências naturais e matemática. É doutorando do programa de pós-graduação em ciências climáticas da UFRN.

Marcia Begalli é especialista em Física de Altas Energias, e atualmente participa do experimento Dzero, no Fermilab, laboratório especializado em física de partículas de alta energia dos Estados Unidos.

saiba mais sobre o evento acessando o  vídeo



CERN

O CERN é o maior laboratório de física de partículas do mundo, fundado em 1954, em Genebra, Suíça.  A organização tem como um de seus objetivos tentar explicar a origem da massa das partículas elementares e encontrar outras dimensões do espaço, entre outras coisas. Uma dessas experiências envolve o bóson de Higgs, mais conhecida como Partícula de Deus, partícula que pode ter dado origem ao universo, predita em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs e descoberto em 2013.

Atualmente o centro conta com vinte Estados-membros, todos europeus, seis Estados e duas Organizações Internacionais como Observadores, além de vinte oito participantes não membros, entre estes o Brasil.

LHC

O LHC é o Grande Colisor de Hádrons do CERN, é o maior acelerador de partículas e o de maior energia existente do mundo, tem como objetivo obter dados sobre colisões de feixes de partículas. O acelerador localiza-se em um túnel de 27 km de circunferência, estando a 175 metros abaixo do nível do solo na fronteira que separa França e Suiça.

O colisor começou a ser construído em 1998 com a colaboração de mais de 100 países, está em funcionamento desde 10 de Setembro de 2008. A primeira colisão entre prótons ocorreu 30 de Março de 2010.

O LHC passou dois anos parado e voltou a ser reativado no último dia 5 de Abril.

ATLAS

A ATLAS (Dispositivo Instrumental Toroidal para o LHC) é um detector que utiliza um eletroímã toroidal onde o campo magnético fecha-se sobre si mesmo no ar, tem por finalidade detectar o bóson de Higgs, partículas supersimétricas que são preditas pela teoria, mas ainda não foram detectadas experimentalmente. E é uma das seis experiências do LHC conjuntamente com ALICE, CMS, LHCb, LHCf e TOTEM.

Como funciona um acelerador de partículas

Um acelerador ou colisor aumenta a velocidade das partículas quase à velocidade da luz usando eletroímãs no vácuo. A colisão entre elas resulta em mais partículas subatômicas e em vários tipos de radiação nuclear. Quanto mais energia as partículas emitem, mais visível fica a estrutura da matéria.

Existem dois tipos básicos de aceleradores de partículas os lineares e os cíclicos. Nos aceleradores lineares, as partículas viajam no vácuo ao longo de um tubo de cobre. Os elétrons acompanham as ondas criadas pelos geradores. Os eletroímãs mantêm as partículas confinadas em um feixe estreito. Quando o feixe de partículas atinge um alvo no final do túnel, vários detectores registram os eventos: as partículas subatômicas e a radiação liberada.

Aceleradores circulares funcionam basicamente da mesma forma com a diferença que, ao invés de usar um caminho linear longo, eles impulsionam as partículas, muitas vezes, ao redor de um caminho circular. Quando as partículas estão em sua energia mais alta, um alvo é colocado no caminho do feixe, nos detectores ou próximo a eles.

ComC&T
Assessoria de Comunicação e Produtora de Conteúdo da Escola de Ciências e Tecnologia.