No seu terceiro dia de visitas ao Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), o professor do Ensino Médio e físico Rafael Irigoyen conheceu o Compact Muon Solenoid (CMS), um dos dois maiores detectores instalados no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês). Irigoyen foi um dos selecionados pela Sociedade Brasileira de Física em um programa financiado pela CAPES, que levou brasileiros ao centro de pesquisa em Genebra, na Suíça.
>>Diários do Cern #2
- Em nenhum lugar do cosmos, nem mesmo no interior das maiores estrelas, é possível produzir as condições que o LHC produz: recriar o universo 1 bilionésimo de segundo (1 dividido por mil milhões) após o Big Bang - explica Rafael.
No interior de detectores como o CMS, o LHC colide pacotes de prótons que viajam quase à velocidade da luz, 40 milhões de vezes por segundo.
- A maioria dessas colisões não produz o resultado esperado, pois é difícil fazer os prótons chocarem-se frontalmente, mas, quando isso acontece, parte da energia da colisão é transformada em massa, e algumas partículas nunca antes observadas, pois só existiram instantes após o Big Bang, surgem no detector, ajudando os físicos a enxergarem, em menor escala, como a matéria se comportava logo após o nascimento do universo - relata o professor.
Nas palavras de Rafael, o CMS é um detector projetado para "enxergar" uma grande variedade de partículas. Por isso, foi construído em formato cilíndrico e em várias camadas: assim, captura partículas em qualquer direção e com diferentes capacidades de "penetrar" na matéria.
- As que interagem muito com o material do detector logo são freadas e detectadas nas camadas mais internas. As que interagem pouco com o material ficam nas camadas mais externas, viajando uma distância maior a partir do ponto de colisão, que acontece no centro do detector - diz Rafael, acrescentando que isso também ajuda a explicar o tamanho gigantesco do CMS: como as partículas produzidas têm energia muito alta, são necessárias grandes distâncias para absorvê-las.
- Um acelerador maior também permite rastrear as partículas por um caminho mais longo, aumentando a precisão das medidas, que também depende da capacidade do detector curvar a trajetória das partículas formadas. Para isso, é preciso gerar dentro do detector um grande campo magnético (100 mil vezes maior que o da Terra), o que exige 12 mil toneladas de ferro, o que faz o CMS pesar o mesmo que 2.500 elefantes africanos - compara o professor.
Junto com o ATLAS (cujas instalações o Rafael conheceu no domingo), o experimento CMS detectou, em apenas três anos de colisões, o bóson de Higgs, a famosa "partícula de Deus", procurada pelos físicos havia mais de 60 anos.
Selecionado pela Sociedade Brasileira de Física junto a outros 29 professores de Ensino Médio para um curso de uma semana no centro de pesquisas, Rafael se uniu ao biólogo e também professor Igor Nornberg para criar o canal de Youtube "A Torre" (confira o vídeo em que eles explicam o acelerador de partículas), que tem como objetivo a divulgação científica. Ele vai ficar na Suíça até o dia 7 de setembro e, durante a estadia, publicará atualizações sobre o curso e as descobertas que fizer por lá.
