LHC em 10 Minutos
Este é um dos locais mais frios na Terra
e este um dos locais mais frios na Galáxia!
Este é o local mais quente no Sistema Solar
e este é um dos locais mais quentes no Universo!
Um vácuo mais vazio do que o espaço exterior!
O maior número de ímans de alta tecnologia jamais construído,
o maior e mais complexo aparelho eletrónico no planeta!
Preenche quase todo o campo à volta de Genebra
mas não o pode ver, mesmo que o procure!
Porque para o encontrar
terá que mergulhar nas profundezas!
A uma profundidade de 100 m,
dentro de um túnel circular com 27 km de perímetro,
o LHC está pronto para começar!
LHC - o Grande Colisionador de Hadrões
Embora isto pareça um grande tubo de gás,
esta máquina é o mais potente acelerador de partículas no mundo!
E utiliza as tecnologias mais sofisticadas disponíveis hoje em dia!
Mais de 9000 ímans guiam 2 feixes de protões
num percurso circular ao longo do acelerador,
que as acelera até muito próximo da velocidade da luz no vazio
e então, os feixes colidem frontalmente
com tanta energia como dois comboios de alta velocidade!
Nós podemos chocar dois objetos a altíssima energia
e criar um objeto novo,
de massa igual à energia total
destas coisas que colidiram,
que irá durar muito pouco, e que
você irá descobrir...fabricando-a!
Em cada segundo milhares de milhões de protões
colidem frontalmente dentro do LHC
e recriam as condições que existiam
menos de um bilionésimo de segundo após o Big Bang!
Este foi o momento em que o Universo
nasceu numa explosão violenta de energia primordial pura!
O que é realmente excitante em relação a isto
é que alguns destes novos objectos (partículas)
são muito diferentes das partículas que colidiram originalmente!
De facto, são partículas que já não vemos
no mundo à nossa volta!
Mas embora estas novas partículas só
tenham vivido muito pouco tempo no início do Universo,
tiveram um papel fundamental em fazer com que
o Universo tenha o aspecto que nós vemos hoje!
Se queremos entender a origem do universo
um dos ingredientes que temos de entender
são estas partículas, que vivem tão pouco tempo
e que não conseguimos encontrar, agora, em minas,
porque se desintegraram completamente
desde a origem do universo
Quanto mais estudamos,
quanto mais profundamente olhamos para as coisas
mais descobrimos que há muito por descobrir
porque há alguns mistérios muito estranhos no Universo
Nós sabemos que a massa pode transformar-se em energia
mas não sabemos como isso acontece
Nós sabemos que um milionésimo de segundo após o Big Bang
a matéria não existia na forma de protões e neutrões
mas num estado totalmente diferente
E sabemos que a gravidade foi extremamente importante nesses momentos iniciais
mas ainda não sabemos exactamente como funciona
Talvez a realidade seja mais parecida
com ficção científica do que com o nosso Mundo!
O LHC é como uma nave espacial,
aventurando-se no desconhecido
procurando respostas a estas perguntas
e 4 experiências principais, chamadas
ATLAS, ALICE, CMS e LHCb
construíram detectores gigantes no anel do LHC
para capturar o instante em que as partículas colidem
Vamos usá-las para descobrir mais
sobre os mistérios do universo
Numa noite com céu limpo,
conseguimos ver milhares de estrelas
mas tudo o que conseguimos ver ou detectar
é apenas 4% do que existe no universo
O resto é feito de matéria escura e energia escura
Se o universo estivesse preenchido apenas
com a matéria que conseguimos ver com os nossos olhos
quando olhamos para o universo
as galáxias e conjuntos de galáxias não se moveriam
nem girariam da forma que os astrónomos observam hoje!
Nós prevemos que há algo a alterar o seu movimento
mas, de momento, não conseguimos ver ou detectar o quê
Existe um teoria que pode explicar a matéria escura,
e esta teoria chama-se supersimetria
De acordo com a supersimetria, para cada partícula que nós vemos
existe outra partícula, chamada parceiro supersimétrico
Uma destas partículas supersimétricas pode perfeitamente
ser a partícula da qual a matéria escura é composta
Se estas partículas supersimétricas existirem
então as duas maiores experiências, ATLAS e CMS, irão encontrá-las
Mas matéria escura não é a única coisa que não entendemos
Antimatéria e matéria foram criadas
em iguais quantidades no nascimento do Universo
No entanto também sabemos que quando matéria e antimatéria entram em contacto
elas aniquilam-se, destruindo-se uma à outra
e desaparecem em pura energia!
o LHCb é um instrumento preciso,
no qual iremos tentar entender
a natureza deste mecanismo
O objectivo da experiência ALICE é usar o LHC para recriar
as condições de temperatura prevalentes
nos primeiros instantes de vida do universo
o que nos deve permitir recriar
pequenos aglomerados de matéria primordial
de forma a conseguir estudar as suas propriedades
O vácuo é uma substância
e, tal como qualquer outra substância, podemos fazê-lo vibrar
e as vibrações do vácuo
são chamadas partículas de Higgs
e esse é o objecto que mais estamos a tentar encontrar no LHC
A partícula de Higgs é essencial para a física teórica
porque é diferente de qualquer outra descoberta até hoje
É a responsável pela massa de todas as outras partículas!
Estes detectores foram projectados para a descoberta da partícula de Higgs
Mas… e se não a virmos?
Isso seria fantástico
porque isso significaria que ainda não percebemos nada!
E a melhor situação em ciência
aquela que precede grandes revoluções
é quando nos apercebemos de que não entendemos nada!
É possível que a realidade seja muito diferente
da nossa visão tridimensional do universo
e isso seria realmente extraordinário!
Existe outra teoria, chamada teoria de cordas,
cujo objectivo é unificar todas as partículas que vemos
numa única estrutura
De acordo com a teoria de cordas, todas as partículas são
diferentes modos de vibração de um objecto fundamental, que é uma corda vibrante
Uma das conclusões surpreendentes da teoria de cordas
é que têm de existir dimensões extra no universo
Se o LHC tiver a sorte de penetrar, com a sua altíssima energia,
estes pontos que contêm extra-dimensões,
abre-se um campo completamente novo de possíveis descobertas
Você está a olhar para 12 mil toneladas
de metal e electrónica que foram montados
com uma precisão de 5 microns
Isso é 5 milésimos de um milímetro!
Foram necessárias muitas empresas, centenas de universidades
e centros de investigação, e milhares de cientistas
e engenheiros para reunir todos estes instrumentos de precisão
Detectores como CMS e ATLAS são possivelmente
as máquinas mais complexas da história da ciência
O LHC e os seus detectores produzirão biliões
de eventos todos os meses,
mas necessitaremos do poder de computação da Grid
para nos dizer o que descobrimos
Poderá haver uma grande descoberta
sobre a natureza do espaço-tempo
ou sobre aquilo que existe de realmente fundamental no Universo
Poderemos fazer um grande número de novas partículas,
criar 'buracos de minhoca', que são pequenos buracos no espaço-tempo,
nos quais se pode ir de um ponto em espaço e tempo
para outro ponto em espaço e tempo,
sendo possível viajar para outro tempo!
Investigação científica é uma viagem excitante
com um mapa desfocado e um destino desconhecido
Somos um pouco como os antigos exploradores
Sabemos que há muito por descobrir,
mas se soubéssemos exactamente como e quando
o vamos descobrir, não seria investigação
E investigação é a força motora por detrás do mundo em que vivemos
porque nenhuma das coisas das quais desfrutamos existiriam
sem a investigação fundamental que foi feita
em electricidade, magnetismo e física nuclear nos últimos dois séculos
Não há quantidade nenhuma de investigação aplicada
em velas, por exemplo,
que nos tivesse conduzido à luz eléctrica
A ciência precisa de espaço para creatividade e imaginação
e o LHC vai levar-nos numa viagem ao desconhecido
Traduzido e legendado por Pedro Abreu, LIP e IST e Francisco Diogo, LIP Jornadas LIP 2012