O LHC (Large Hadron Collider, ou, em português, Grande Colisor de Hádrons) entrará em funcionamento em 10 de Setembro de 2008, no Cern (Organização Européia de Pesquisa Nuclear). Quando isso acontecer, irá superar o acelerador Tevatron e se tornará o acelerador de mais alta energia já construído.

O LHC tem formato circular, com um perímetro de 27 km de extensão. Ao contrário dos demais aceleradores de partículas, a colisão será entre prótons, e não entre pósitrons e elétrons (como no LEP), entre prótons e anti-prótons (como no Tevatron) ou entre elétrons e prótons (como em HERA).

O LHC irá acelerar os feixes de prótons até atingirem 7 TeV (assim, a energia total de colisão entre dois prótons será de 14 TeV) e depois fá-los-á colidir em quatro pontos distintos. A luminosidade nominal instantânea é 1034 cm-2s-1, a que corresponde uma luminosidade integrada igual a 100 fb-1 por ano. Com esta energia e luminosidade espera-se observar o bóson de Higgs e assim confirmar o modelo padrão das partículas elementares.


Foto tirada durante a construção do LHC.

Funcionamento

Nos colisores, as partículas de matéria são aceleradas dentro de um campo eletromagnético até atingirem altos níveis energéticos, e depois são colididas com outras partículas. Quando os feixes de partículas viajam dentro do anel de colisão eles são aceleradas pelos campos elétricos, sendo estes proporcionais à energia das partículas, ou seja, quanto maior o campo elétrico maior será a energia da partícula. Essas partículas absorvem parte da energia da onda de rádio à medida que circulam nas cavidades de colisão: para que os feixes de partículas passem pelas câmeras a vácuo várias vezes, elas precisam ser circulares.

É preciso bombardear dois feixes de partículas um dentro do outro, para assim obter uma enorme quantidade de energia, pois as partículas aniquilam-se umas as outras, liberando uma energia tão alta que pode ser convertida em partículas pesadas. As colisões dos feixes de prótons vão ocorrer em uma escala jamais vista e isso resultará em uma quantidade imensa de dados, cerca de 15 Petabytes de dados anualmente.

Constituição do LHC

Possui um túnel a 100 metros debaixo da terra na fronteira da França com a Suíça, onde os prótons serão acelerados no anel de colisão que tem cerca de 27 km de circunferência e 8.6 km de diâmetro.

Amplificadores serão usados para fornecer ondas de rádio que são projetadas dentro de estruturas repercussivas conhecidas como cavidades de freqüência de rádio. 1.232 ímãs bipolares supercondutores de 35 toneladas e 15 metros de comprimento agirão sobre as transferências de energias dentro do LHC.

Os detectores de partículas, que monitoram os resultados das colisões, são os detectores ATLAS, ALICE, CMS e LHCb, e possuem mais ou menos o tamanho de prédios de cinco andares (entre 10 e 25 metros de altura) e 12.500 toneladas. Estima-se que o LHC custará o equivalente a R$ 8,52 bilhões.

Objetivos

Um dos principais objetivos do LHC é tentar explicar a origem da massa das partículas elementares e encontrar outras dimensões do espaço.

Uma das experiências a serem realizadas pelo LHC envolve a partícula bóson de Higgs. O bóson de Higgs, previsto até agora somente em teoria, poderia explicar por que a matéria possui massa. Se a teoria dos campos de Higgs estiver correta, ela será confirmada pelo LHC.

As experiências por meio do LHC devem permitir descobrir várias partículas dotadas de todas as cargas de energia e exercendo as mesmas interações que as partículas do Modelo Padrão que nós já conhecemos.

O que é um hádron

Um hádron (palavra de origem grega que significa "forte") é uma partícula capaz de interagir através da força nuclear forte, e é constituída por quarks, logo, está inclusa na Teoria da Cromodinâmica Quântica. Exemplos de hádrons são os principais núcleons do Universo, o próton e o nêutron.

Entenda, de forma simplificada, como funciona o LHC

"O LHC é, na verdade, um acelerador de partículas, um gigantesco tubo onde pedacinhos de matéria serão postos para girar. Você pisca o olho e essas partículas dão 10 mil voltas nos 27 quilômetros do tubo. E, de repente, acontece aquilo que os cientistas mais esperam: partículas se chocam e, com a violência do impacto, se desfazem."

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