CERN: VIAGEM AO INFINITAMENTE PEQUENO

Em Setembro de 2007 realizou-se uma Escola de Verão no CERN, destinada a Professores Portugueses de Física e Química. A organização deste evento esteve a cargo do LIP (Laboratório de Instrumentação e Física Experimental das Partículas) em colaboração com o CERN e que contou com financiamento da Ciência Viva. Foram seleccionados 43 professores, que participaram em seminários realizados por professores e investigadores portugueses que trabalham ou colaboram com o CERN, realizaram algumas actividades e visitaram as experiências nas quais Portugal está envolvido. CERN é a sigla usada para designar a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, o maior centro mundial de física das partículas. Situa-se perto de Genebra, junto à fronteira franco – suíça. Fundado em 1954, o CERN foi um dos primeiros projectos europeus conjuntos e inclui actualmente 20 Estados membros, dos quais Portugal faz parte desde 1985. Aqui, os cientistas reúnem-se para estudar as partículas constituintes da matéria e as forças que as mantêm unidas. No CERN existem aceleradores, que levam as partículas até velocidades próximas da velocidade da luz, e detectores que tornam visíveis as partículas resultantes das colisões nos aceleradores. No CERN trabalham cerca de 3000 pessoas, representando uma grande variedade de profissões – físicos, engenheiros, técnicos, operários, administradores, secretárias, pessoal de limpeza e restauração, etc. O CERN é um mercado de trabalho a considerar pelos jovens que se pretendem dedicar à física das partículas ou às engenharias. Deslocam-se às suas instalações, para fazer investigação, aproximadamente 6500 cientistas visitantes, cerca de metade dos físicos das partículas a nível mundial. Desde a sua criação que se fizeram, no CERN, importantes descobertas científicas, algumas das quais conduziram a prémios importantes, incluindo vários Prémios Nobel. A contribuição mais conhecida é contudo a World Wide Web. Foi desenvolvida para melhorar e acelerar a troca de informações entre físicos a trabalhar em diferentes universidades e institutos de todo o mundo. Os aceleradores e detectores exigem tecnologia de ponta. O CERN trabalha em estreita colaboração com indústrias de vários países, incluindo Portugal, com benefícios para todos. As investigações efectuadas no CERN permitiram o desenvolvimento de algumas tecnologias úteis, por exemplo, nas técnicas de diagnóstico e terapia do cancro.
O estudo das partículas é de vital importância porque tudo no Universo é feito de um pequeno número de constituintes básicos, denominados de partículas elementares: vários tipos de quarks, que constituem os protões e os neutrões; diferentes tipos de leptões, onde se incluem os electrões, os neutrinos e os muões. Estas partículas são governadas por um pequeno número de forças fundamentais. O Modelo Padrão da física das partículas é uma teoria que descreve três (força electromagnética, força forte e força fraca) das quatro interacções fundamentais entre as partículas elementares que constituem a matéria. Todas elas coexistiram durante breves instantes depois do Big-Bang. Apenas as elevadíssimas energias que podem ser atingidas num acelerador do CERN podem trazê-las de novo “à vida”. Assim, estudar as colisões entre as partículas é como “olhar para trás” no tempo, recreando o ambiente do início do Universo.
Os aceleradores são enormes máquinas capazes de acelerar as partículas, fazendo-as colidir e dar origem a novas partículas. Junto aos locais onde se dão estas colisões, os cientistas constroem experiências e instrumentos que lhes permitem observá-las e estudá-las. Estes instrumentos, muitos dos quais de dimensões consideráveis, são feitos de diversos tipos de detectores de partículas. O LHC (Large Hadron Collider) é o mais poderoso instrumento construído pelo homem para investigar as propriedades das partículas. Trata-se de um acelerador que entrará em funcionamento este ano e fará colidir protões de altíssima energia. O LHC tem 27 km de perímetro e situa-se a 100 m de profundidade. Este enorme acelerador terá associados seis detectores: ATLAS, CMS, ALICE, TOTEM, LHCb e LHCf. Espera-se que nas experiências no LHC seja produzida a famosa partícula - bosão de Higgs, cuja observação permitirá confirmar as previsões do Modelo Padrão e explicar de que modo as outras partículas elementares adquirem massa. A verificação da existência do bosão de Higgs seria um passo importante na procura da Teoria da Grande Unificação, que procura unificar as forças fundamentais: electromagnetismo, força forte, força fraca e gravidade.

O ATLAS tem 46 m de comprimento e 25 m de diâmetro e pesará cerca de 7000 toneladas. Os protões serão acelerados no LHC e colidirão no interior do centro do detector ATLAS. Os produtos da colisão revelarão propriedades fundamentais das partículas. A energia associada às colisões é semelhante à energia associada às colisões de partículas no jovem universo, menos de um bilionésimo de segundo após o Big-Bang. A experiência CMS localiza-se numa câmara subterrânea em Cessy, França, próximo da fronteira com a Suíça. O detector é cilíndrico e mede 21 m de comprimento e 16 m de diâmetro, pesando cerca de 12500 toneladas. Os principais objectivos desta experiência são explorar a física das altas energias, descobrir o bosão de Higgs e estudar aspectos da colisão de iões pesados.

Fonte: http://olyceu.blogspot.com/2007/12/o-cern-viagem-ao-infinitamente-pequeno.html