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O LHC, sem medo e sem mistério

LHCAcima, o LHC (Large Hadron Collider).

O LHC (sigla da expressão em inglês Large Hadron Collider), a mais complexa máquina dedicada a um propósito científico projetado pelo homem, construída pela Organização Européia para Pesquisa Nuclear (CERN), na fronteira entre Suíça e França, após quase duas décadas de planejamento, foi ligado em 10 de setembro de 2008 e, depois de um incidente, voltou a operar recentemente.

Como todos os aceleradores de partículas que o antecederam, baseia-se na idéia genérica de que quanto maior for a energia da partícula que compõe o feixe que irá sondar a matéria, mais ela pode penetrar nos mistérios da estrutura última da matéria. Rutherford inaugurou o que se pode chamar de experimento de alvo fixo, no qual um feixe incide sobre uma lâmina delgada de um metal ou sobre um recipiente com gás. Os colliders (anéis colisores) fazem colidir um feixe contra outro, que é um problema de engenharia muito complexo, mas capaz de dobrar a energia da colisão no centro de massa. Imagine fazer dois feixes de seção reta da ordem de 17 microns (aproximadamente 1/3 do diâmetro médio de um fio de cabelo fino) colidirem depois de percorrerem um anel subterrâneo de 27 km de diâmetro! Além disto, um outro fator é decisivo na escolha de sondar as menores partículas do universo desta forma: o fato de se ter um controle bem maior sobre o feixe e sobre um conjunto de parâmetros físicos envolvidos no experimento. Por exemplo, se compararmos as energias mais altas obtidas hoje em aceleradores com as de raios cósmicos, as primeiras são bem menores, mas a estatística alcançada (o número de eventos de uma particular reação que pode ser medida com os dois meios) é muito maior.

Uma das motivações para a construção do LHC foi a perspectiva de se detectar o chamado bóson de Higgs, a única das 32 partículas do Modelo Padrão que ainda não foi encontrada experimentalmente. Já se passaram 44 anos desde que ela foi proposta teoricamente como a partícula que atribui massa a algumas outras, um mecanismo sem o qual o Modelo Padrão seria um quebra-cabeça no qual está faltando uma peça. O que significa encontrá-la? E se ela não for detectada? O que seria mais importante para a Ciência? Alguém que se considera um popperiano (alusão ao filósofo Karl Popper, segundo o qual a Ciência progride quando uma teoria é refutada e não comprovada), por exemplo, preferiria que ela não fosse encontrada, pois assim haveria um real avanço da Ciência, pois todo o Modelo Padrão deveria ser revisto. Refutar uma teoria às vezes é mais importante do que confirmá-la. Aliás, a perspectiva de se encontrar “uma nova Física” ou a “Física além do Modelo Padrão” são também motivações por trás do LHC que não podem ser desprezadas.

Para tudo isso se construiu o LHC que acelera prótons a até 7 trilhões de elétrons-volt (TeV) a ser comparado com a energia mc2 do próton em repouso que é igual a cerca de 1 GeV. A ideia é que o choque entre os prótons resulte em uma energia de 14 TeV. O colisor conta com 1,8 mil magnetos supercondutores e 7 mil quilômetros de fios supercondutores, de modo que os prótons possam percorrer dezenas de quilômetros a 99,9% da velocidade da luz e se chocarem 40 milhões de vezes por segundo. Tais colisões gerarão uma temperatura 100 mil vezes superior à do Sol – semelhante à do Big Bang – o que, inevitavelmente, leva algumas pessoas desavisadas a se preocuparem com a recriação do Big Bang ou com a criação de buracos negros que absorveriam tudo ao seu redor. Ora, será que é para se preocupar com isso? Lembre que um raio quando alcança a terra gera uma temperatura da ordem daquela na superfície solar e existe ainda um maçarico de plasma, usado na indústria automobilística, que atinge temperaturas da ordem de 16 mil graus celsius, ou seja, cerca de três vezes maior que a do Sol. Nem por isso, no entanto, as pessoas acreditariam que há um risco de se recriar o Sol aqui na Terra a partir deste maçarico, por exemplo. A temperatura não é o único parâmetro em jogo, naturalmente.

Quanto ao “risco” de se recriar o Big Bang, podemos ficar tranquilos pois, se é que ele existiu, foi uma explosão muito muito muito peculiar, na qual inclusive o espaço-tempo teria sido criado. Tal situação não poderá nunca ser alcançada ou reproduzida. De mais a mais, como no exemplo dado acima, o fato de que, com a energia disponível no LHC hoje, se pode sondar tempos da ordem de 10 elevado a -20 segundos, não quer dizer necessariamente que as condições criadas neste laboratório sejam semelhantes às do Universo decorrido este tempo após o Big Bang. Aliás, alguns físicos sustentam que para efetivamente se chegar a pensar em reproduzir algumas das condições da criação do universo seria necessário alcançar medidas de tempo da ordem de 10 elevado a -43 segundos.

Em suma, o LHC é um belo exemplo de o quanto o homem, movido pela curiosidade científica, é capaz de criar quando se dispõe a colaborar com outros, a compartilhar seu conhecimento em prol de um objetivo científico comum. Quiçá esse exemplo fosse compartilhado por políticos e outros setores da sociedade. Sonhando com essa perspectiva, podemos por a cabeça tranquilos em nossos travesseiros e torcer para que o LHC cumpra seu papel de fazer a Ciência avançar.

*Francisco Caruso é físico, escritor e bibliófilo, pesquisador titular do CBPF e professor associado da Uerj. Co-autor do livro Física Moderna: Origens Clássicas e Fundamentos Quânticos, que recebeu o Prêmio Jabuti em 2007. Membro do Pen Club do Brasil e agraciado com a Ordem do Mérito Científico da Academia Roraimense de Ciências.

Comentários

comentários

Comentários

  1. Alfredo Marques disse:

    Muito oportuno o artigo de Caruso sobre o LHC sobre a fantasia despertada em muitas pessoas da recriação de um buraco negro a partir da operação do acelerador. O sentimento de pânico manifestado por grupos de pessoas, principalmente habitantes das vizinhanças do acelerador, mostra que os relatórios divulgados pela equipe do LHC para prestar conta de suas atividades, merecem ser refeitos de modo a não deixar margem para tais temores.

  2. Jordan disse:

    Excelente artigo para desmistificar essa falácia ecoada por alguns desavisados de plantão. Como abordado no artigo, o Big Bang, se é que ele existiu, é um evento único e que portanto, até mesmo do ponto de vista filosófico, não pode ser recriado. O que deve-se comemorar é que, de alguma forma, novidades surgirão e a ciência continuará seu caminhos a fim de tentar responder às perguntas mais fundamentais.

  3. Prezado amigo Caruso

    Parabéns pelo seu belo artigo, que representa um exemplo de um verdadeiro trabalho de jornalismo científico, com informação clara, precisa e sem especulações alarmantes.
    Um abraço amigo do
    Bassalo

  4. Adílio Jorge Marques disse:

    Prezado amigo Caruso,

    Seu texto é importante, pois informa ao público de maneira séria e responsável sobre a ciência que envolve o LHC, seu experimento e o que pode produzir. O Brasil é um país carente de boa divulgação científica, e este texto contempla tal lacuna.

    Abraços do amigo,

    Adilio.

  5. jose alexandre da silva disse:

    Só pela referencia a Karl Popper (filosofo de língua alemã, pouco lido e muito menos entendido) já valeria ler este brilhante artigo. Nos parece que o grande Caruso (apesar de sua intimidade total com a cultura e língua italiana) resolveu preencher a lacuna referente ao desconhecimento da cultura germânica, para tanto vem citando constantemente em seus artigos, sejam cientistas sejam filósofos cuja língua materna é a dificílima língua alemã. Quanto ao artigo, seu brilhantismo (entre outros aspectos) está em simplificar um assunto complexo, tornando-o accessível (aos leigos), o que se contrapõe claramente àqueles que, ao usarem um vocabulário complexo, escondem o vazio de seu pensamento

  6. Mais uma vez o Caruso mereceria o Prêmio Jabutí desta vez por um único mas excelente artigo! Sugestão aos organizadores do Jabutí: premiem artigos ou crônicas de impácto como esta!
    É como “botar a bala no alvo com a mão” !
    Querido Caruso, tenho um comentário socrático “a la maieutica”
    somente para ampliar a discussão: soube de um artigo na Folha sobre a interação homem-máquina que implicaria na morte do herói criador individual pela equipe massiva necessária para operar o complexo homem-máquina tipo LHC.Diria até equipe “alfabética” pela maneira com que são publicados os resultados. Acho que as duas situações são imprescindiveis:
    1- “complexo alfabético homem-máquina” um pouco a la Brave New World… e
    2- pesquisas a la Kuhn quebrando paradigmas como Einstein, Boltzman, Poincaré e sobretudo aquele extraordinario Godel! Será que eles se adaptariam a trabalhar no LHC? Meu palpite é que não ! Não por timidez apenas mas porque a intuição é meio
    introspectiva, solitária , etc etc ( agora estou caminhando para a emoção sem muita razão….). Ou será que estou apenas nostálgico? espero que não tenha ofuscado a beleza de seus comentários com essas perturbações ( não lineares?…).
    Abreijos do seu admirador incontido
    sergio mascarenhas sm@usp.br

  7. Jenner Barretto Bastos Filho disse:

    A meu ver, o artigo de Caruso além de peça lúcida de jornalismo científico, como lembra Bassalo, é também de interesse para a filosofia da ciência. Quanto ao pânico causado por notícias de eventuais “big bangs” e “buracos negros”, acho que os comentários acima de Alfredo Marques e de Jordan- em relação aos quais concordo- já são suficientes para afastar tais temores. Pensava que tais temores não passavam de brincadeira, mas se há setores de pessoas que estão temerosas, é então salutar que se esclareça.Quanto à questão de filosofia da ciência, gostaria de trazer à baila uma idéia discutida por Roger Penrose acerca das eventuais limitações do critério popperiano de refutabilidade, enquanto critério único e exclusivo para caracterizar uma teoria com o estatuto de teoria científica. Ora, se os experimentos do LHC não forem suficientes para que o bóson de Higgs seja detectado, então isso não necessariamente significa que ele não exista. Ele poderá ser detectado, em princípio, numa faixa de energia maior. Poderá, evidentemente, nunca ser encontrado com base nas faixas de energia disponíveis no futuro. Penrose lembra outros exemplos como aqueles relativos às super-companheiras da teoria de super-simetria e aquele relativo à teoria do monopolo magnético de Dirac. Uma declaração parece perfeitamente compatível com a teoria de Dirac: “há pelo menos um monopolo magnético no universo”. Convenhamos que “percorrer” o vastíssimo universo com o fito de encontrar um único monopolo magnético, é do ponto de vista do critério popperiano, impossível. Trata-se evidentemente de uma eterna recorrência do tipo de uma “espera infinita de Godot”. Logo, tal assertiva não seria científica à luz deste critério. No entanto, tal assertiva como também àquela que preconiza a eventual existência das super-companheiras continuam a fazer sentido dentro de cânones mais ampliados de cientificidade. Parabenizo a você Caruso por nos brindar com um artigo tão interessante. Um forte abraço,
    Jenner

  8. Diego disse:

    Palmas e Palmas e Palmas… tudo muito eufórico! Expressar a Ciência em meio a tamanha simplicidade é uma característica ímpar! Parabéns pelo artigo Caruso.

    No mundo dos conglomerados de moléculas, radicais livres e uma penca de outros tipos de átomos, desconsiderando o resto dos 90% de água, cá estamos nós preocupados com a possibilidade de um Buraco Negro nos engolir!!!! É da natureza humana se assustar com números e com grandes desastres. Na realidade somos umas hipérboles ambulantes, fruto desse corre-corre capital insano. O LHC é um instrumento científico que certamente irá nos re-ensinar Ciência e cujas energias, embora absurdas para os “pobres dos prótons”, são quase suficientes apenas para ferver aquele cafezinho da tarde!

  9. Dilson disse:

    Claro e direto, assim que é bom!
    Parabéns Caruso.

  10. Pedro Henrique Arruda Aragão disse:

    Caruso,

    Excelente, você está de parabéns! As colocações são claras levando-nos a uma reflexão. Assim, irei fazer uso do seu artigo em minhas aulas. Será uma oportunidade impar para se refletir!

  11. Armando Tavares disse:

    Prezado Caruso,
    excelente a explicação e mais ainda com a citação do Popper.
    Não adianta se agarrar à explicação reacionária…!
    Aliás, isto acabou de acontecer com algumas teorias sobre o Homem de Neandertal, sim, nós possuimos gens deles!
    Grande abraço,
    Armando

  12. Keep posting stuff like this i really like it

  13. Sandro disse:

    Prezado Caruso,
    Excelente texto!!!

    Parabéns.
    Abraços,
    Sandro

  14. José Roberto Mahon disse:

    Parabéns Caruso,

    Muito lucido esse excelente texto. A clareza com que escreve faz algo tornar-se simples e elegante… Bom para conhecer e refletir

    Como escreveu Sergio Mascarenhas, vale um Jabuti por artigos claros e elegantes?

  15. Prezado Caruso
    Somos pesquizadores da física teórica e a bem da verdade devo esclarecer-lhe que: A elite acadêmica equivocadamente aceita o imbrólio do modelo padrão do átomo divisível. Ainda não entendeu a dinâmica da equação einsteiniana (E=mc²).Apostou todas as fichas no boson de Higgs, que não tem nenhuma utilidade prática (SUPER INT. edição 301 – p. 19).Confunde partículas com aglomerados atômicos. Investiu 10 bilhões de dólares para construir o maior elefante branco do mundo denominado LHC (Large Hadron Collider)com o propósito de dividir o indivisível.Embora as tecnologias tenham avançado de modo descomunal, a ciência continua estagnada.Sem conhecer o verdadeiro átomo indivisível a ciência não poderá ser inaugurada e o homem continuará sem a resposta ás perguntas básicas:Do que somos feitos? De onde viemos? Qual nosso propósito? Para onde vamos? Com o fracasso do LHC a ciência deve ser reescrita a partir do verdadeiro átomo indivisível implícito na teoria de relatividade de einsteiniana. Esta é a triste realidade que se apresenta com péssimas implicações para a humanidade.A nuvem de bytes mudou o mundo, mas sem conhecer o verdadeiro átomo o homem continua o mesmo.
    Grande abraço.
    Valério

  16. Lucas Leite dos Santos disse:

    Boa pingu

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