O Grande Colisor de Hádrons do CERN, abaixo do solo de Genebra, na Suíça, não é apenas um experimento, mas vários deles espalhados ao longo de um túnel circular de 27 quilômetros. Um dos maiores desses experimentos, o Compact Muon Solenoid, ou CMS, está recebendo uma atualização importantíssima nesta quinta-feira (02), que o CERN está comparando a uma cirurgia de coração aberto.
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A atualização irá substituir o mais profundo dos vários detectores de partículas. O novo detector, chamado de “detector de pixels”, irá ajudar os físicos a reunir informações importantes sobre partículas potencialmente novas, como aquelas previstas por supersimetria, de centenas de milhões de colisões de partículas que acontecem a cada segundo no GCH. O próprio GCH recentemente recebeu uma grande atualização, aumentando sua energia de operação de oito para 13 tera eletrovolts, o que permitirá aos físicos reunir ainda mais dados.
Imagem: CERN
“É como a data de lançamento de um satélite”, contou ao Gizmodo Austin Ball, coordenador técnico do CMS. “Você diz tchau a algo em cima do qual trabalhou por um longo tempo e cruza os dedos para que funcione nas condições de operação.”
O Grande Colisor de Hádrons é simplesmente dois tubos paralelos com partículas viajando em direções opostas em torno de cada uma delas. Os tubos cruzam em vários pontos em torno do círculo. Detectores gigantes, como o CMS, embrulham-se em torno dos pontos de interseção para observar o que surge das colisões. O CMS, a propósito, é enorme. Tem 20,11 metros de altura e 15,24 metros de diâmetro — do tamanho de um apartamento de quatro andares e do comprimento de dois ônibus escolares juntos — e está aproximadamente 91,44 metros abaixo do solo.
O detector de pixels do CMS é basicamente uma câmera de 124 megapixels feita de quatro camadas empilhadas de silício. Quando os prótons colidem no círculo do GCH, eles enviam uma barragem de partículas para fora através do cilindro, que deixa um sinal em cada camada da câmera. Reconstruir o caminho que cada partícula percorreu significa conectar esses pontos de colisão em cada camada.
A atualização permitirá ao CMS recolher dados de 50 a 60 colisões de prótons a partir de dois pulsos de partículas colididas, aumentando a resolução em comparação com as 25 a 30 colisões do antigo detector de 66 megapixels, afirmou Ball. Esses pacotes de partículas colidem a cada porção de nanosegundos, então a câmera precisa conseguir tirar cerca de 40 milhões de fotos por segundo. No fim, todo esse dado será analisado e grafado por físicos e comparado com previsões teóricas e modelos, para ver se alguma partícula nova ou quaisquer outros fenômenos interessantes aparecem.
Imagem: Cern
Houve vários pequenos ajustes ao moderno detector de pixels até que ele chegasse a ser instalado, já que quase tudo é customizado e precisará suportar um enorme número de partículas. Agora, é uma corrida contra o relógio para garantir que ele esteja funcionando até o dia 1º de maio, quando os feixes do GCH serão ligados de volta. “Os últimos meses foram empolgantes, porque estivemos sob muita pressão quanto ao prazo”, disse Ball. “Hoje, vê-lo instalado e encaixado corretamente em torno do tubo de feixe, é um dia culminante importante.”
O CMS demandará mais testes antes do reinício do Grande Colisor de Hádrons em maio, e antes que as colisões comecem algumas semanas depois. “Agora é que o trabalho grande começa”, disse Ball. “Conectar essa coisa, comissioná-la e garantir que possamos fazer física com ela.”
Imagem do topo: CERN