Quando se espatifam uns contra os outros no interior do Grande Acelerador de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), os prótons já passaram por quatro etapas "de preparação". É sobre esse processo de "alimentação" do LHC que o físico e professor de Ensino Médio Rafael Irigoyen conheceu melhor no seu quinto dia de visitas ao Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern). 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.
Estágio 1
Tudo começa no Linear Accelerator 02 (Linac 2), que fornece os prótons que depois serão esmagados no LHC. Rafael explica que um cilindro de hidrogênio similar a um extintor de incêndio para carros fornece os átomos, que antes de acelerados são ionizados, ou seja, têm seus elétrons (carga negativa) arrancados, sobrando apenas o núcleo positivo. Mesmo pequeno, o cilindro pode alimentar o complexo por cinco anos.
Os prótons passam apenas uma vez pelo Linac 2, o único acelerador reto no LHC (os demais são circulares), e terminam esse percurso com mais energia e massa, viajando a um terço da velocidade da luz (300 mil km por segundo).
Estágio 2
- Do Linac 2, os prótons são levados ao Booster, onde têm sua energia aumentada para 1,4 GeV (gigaelétron-volts). Enquanto rodam pelo Booster, o feixe de prótons é dividido em pacotes, ou seja, são separados em pequenos aglomerados, espaçados entre si. Nesse estágio, já viajam a 91,6% da velocidade da luz - relata Rafael.
Estágio 3
Na sequência, o acelerador Proton Synchrotron (PS) leva os feixes a 99,9% da velocidade da luz.
- Nesse estágio, algo muito importante acontece: como já estão muito perto do limite de velocidade máxima, a energia fornecida ao núcleos ao longo dos 627 metros do acelerador não é mais convertida em enegia cinética, ou seja, não acrescenta mais velocidade. Ao invés disso, ela passa a ser acumulada em massa. Nesse ponto, os prótons já são 25 vezes mais pesados do que em repouso - observa o professor.
Estágio 4
Saídos do PS, os prótons chegam ao Super Proton Synchrotron (SPS), o segundo maior acelerador do Cern, com 7 km de circunferência.
- Aqui os prótons são levados 450 GeV. Considerado "pau-pra-toda-obra", o acelerador, contruído em 1979, foi, por muitos anos, o principal equipamento do Cern, tendo trabalhado para diversos experimentos ao longo de sua vida. O mais notável deles foi a descoberta dos bósons Z e W que, em 1983, rendeu o prêmio Nobel de Física.
O veterano SPS, enfim, envia os prótons para o gigantesco LHC. Rafael Irigoyen lembra que o Cern possui ainda outros aceleradores, destinados para outras experiências, alguns acoplados a esse mesmo sistema que alimenta o LHC. Tudo isso, incluído o sistema de refrigeração e vácuo, é controlado a partir de um único local, a sala de controle central do Cern, onde cada ilha de computadores é responsável por um setor do sistema, explica Rafael.
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.
