O maior acelerador de partículas do mundo está prestes a fazer uma longa pausa. Após anos de colisões de prótons, o Large Hadron Collider (LHC) entra em uma parada programada de quatro anos. Mas atenção: não é uma simples soneca, é uma metamorfose completa. Ao despertar em 2030, ele se tornará o LHC de Alta Luminosidade, capaz de produzir dez vezes mais colisões. O que abrirá caminho para descobertas cruciais sobre a matéria escura e a antimatéria.
Por que essa transformação? O objetivo principal é aumentar a luminosidade, ou seja, o número de colisões por segundo. Com mais dados, os físicos poderão estudar eventos raros e testar teorias com uma precisão inédita. Por exemplo, o bóson de Higgs, descoberto em 2012, será produzido em quantidades muito maiores: cerca de 380 milhões de unidades na próxima década, contra 55 milhões até agora. Esses dados podem ajudar a resolver as lacunas do Modelo Padrão.
No LHC, ímãs curvam os prótons em um anel de 27 km, construído sob a fronteira franco-suíça.
Crédito: CERN Não é a primeira vez que o LHC para por um longo período. A primeira interrupção, em 2013, permitiu consolidar as conexões entre os ímãs supercondutores e aumentar a energia dos feixes. A segunda, de 2018 a 2022, consistiu em uma série de melhorias e substituições. Agora, o Long Shutdown 3 (LS3) verá a substituição de 1,2 quilômetro de ímãs e componentes. Milhares de engenheiros, físicos e técnicos estão mobilizados.
O canteiro técnico é colossal. Jean-Philippe Tock, coordenador do LS3, indicou que este projeto representa um empreendimento logístico e de engenharia imenso. Enquanto isso, os pesquisadores continuarão analisando os dados já coletados. Uma vez operacional, o HiLumi LHC funcionará até a década de 2040, após o qual um novo acelerador ainda mais potente poderá substituí-lo.
As repercussões científicas podem ser consideráveis. Com mais bósons de Higgs e outras partículas, os físicos poderão sondar os limites do Modelo Padrão. Este último não consegue explicar a matéria escura nem a energia escura, que constituem a maior parte do Universo. Talvez o HiLumi LHC revele novas partículas ou interações capazes de preencher essas lacunas.
Além da pesquisa fundamental, as tecnologias desenvolvidas para esta atualização encontram aplicações na vida cotidiana. Instrumentos provenientes do CERN já são usados em diagnóstico por imagem, em sensores ou para restauração de obras de arte. Este período de fechamento também é uma oportunidade de inovação e transferência de conhecimento.
Fonte: CERN