O Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o maior e mais poderoso acelerador de partículas já construído, entrou em um período programado de paralisação para passar pela mais ampla etapa de manutenção e modernização desde que começou a operar. Após realizar sua última sequência de colisões em 14 de junho, a instalação iniciou um processo conhecido como Desligamento Longo 3 (LS3), durante o qual milhares de especialistas trabalharão na atualização de seus sistemas para preparar a próxima fase do projeto, denominada Alta Luminosidade LHC (HiLumi LHC).

A principal meta dessa nova versão será aumentar em aproximadamente dez vezes a luminosidade do acelerador, um parâmetro que representa o número de colisões de partículas que podem ser produzidas em determinado período.

Quanto maior a luminosidade, maior a quantidade de dados obtidos pelos cientistas, aumentando significativamente as chances de observar fenômenos extremamente raros e realizar medições muito mais precisas sobre o funcionamento do Universo.

Localizado na fronteira entre a Suíça e a França, o LHC consiste em um túnel subterrâneo circular com cerca de 27 quilômetros de extensão, onde feixes de partículas, normalmente prótons, são acelerados até velocidades próximas à da luz por meio de poderosos campos magnéticos.

Esses feixes percorrem o anel em direções opostas até colidirem em pontos específicos, onde enormes detectores registram os produtos dessas colisões.

A análise dessas partículas permite aos físicos investigar a estrutura fundamental da matéria, compreender melhor as forças da natureza e testar teorias que explicam o comportamento do Universo desde seus primeiros instantes após o Big Bang.

O acelerador tornou-se mundialmente conhecido em 2012, quando permitiu a confirmação experimental da existência do bóson de Higgs, partícula prevista décadas antes pelo Modelo Padrão da Física e fundamental para explicar como outras partículas elementares adquirem massa.

Essa descoberta representou um dos maiores avanços científicos da história recente e rendeu o Prêmio Nobel de Física aos pesquisadores responsáveis pela teoria.

Além disso, o LHC contribuiu para a identificação de mais de 85 tipos diferentes de hádrons, partículas compostas por quarks, além de fornecer informações importantes para pesquisas em física de partículas, astrofísica e cosmologia.

Outro experimento curioso realizado no acelerador demonstrou que, sob determinadas condições, é possível transformar átomos de chumbo em átomos de ouro. Durante colisões de altíssima energia, alguns prótons são removidos dos núcleos de chumbo.

Como o elemento químico é definido pelo número de prótons em seu núcleo, essa alteração pode produzir, por um breve instante, núcleos correspondentes ao ouro. Embora o processo lembre a antiga alquimia, a quantidade produzida é extremamente pequena, dura apenas frações de segundo e exige um consumo gigantesco de energia, tornando completamente inviável qualquer aplicação comercial para produzir ouro.

Apesar da fama do LHC, ele não é o único acelerador de partículas existente. Estima-se que existam mais de 30 mil aceleradores em operação ao redor do mundo, utilizados em áreas que vão muito além da pesquisa fundamental. Muitos deles são empregados na medicina para tratamentos contra o câncer por radioterapia, na produção de radioisótopos para exames de diagnóstico, na indústria para inspeção de materiais e até na pesquisa de novos medicamentos e materiais avançados. Enquanto o LHC permanece temporariamente fora de operação, diversos desses equipamentos continuarão contribuindo para pesquisas científicas em diferentes áreas.

A atualização em andamento é considerada uma das mais complexas já realizadas nas instalações do laboratório europeu CERN. Além da manutenção preventiva em praticamente todos os sistemas, serão feitas melhorias em importantes setores da infraestrutura, incluindo o Super Proton Synchrotron (SPS), acelerador que fornece partículas ao LHC, a área experimental ECN3, que será transformada em uma instalação de alta intensidade para experimentos com alvos fixos, a instalação ISOLDE, dedicada à produção de feixes de núcleos atômicos radioativos, além da desmontagem das antigas áreas utilizadas pelo projeto CERN Neutrinos to Gran Sasso (CNGS). Também serão modernizados sistemas de segurança para os trabalhadores, redes elétricas, túneis técnicos e diversos equipamentos de suporte essenciais ao funcionamento do complexo.

Durante essa grande reforma, aproximadamente 1,2 quilômetro de ímãs supercondutores, cabos, componentes eletrônicos e outros equipamentos serão removidos e substituídos por versões mais modernas e eficientes. Os ímãs supercondutores são responsáveis por manter os feixes de partículas em sua trajetória dentro do anel do acelerador e precisam operar a temperaturas extremamente baixas, próximas do zero absoluto, condição indispensável para que conduzam eletricidade praticamente sem resistência elétrica.

O cronograma prevê que o acelerador comece a ser reativado gradualmente a partir de 2028, com expectativa de entrar plenamente em operação por volta de 2030, dependendo do andamento das obras e dos testes de funcionamento.

Quando isso ocorrer, o High-Luminosity LHC deverá produzir um volume de dados sem precedentes, permitindo estudos muito mais detalhados sobre o bóson de Higgs, investigações sobre partículas ainda desconhecidas, pesquisas relacionadas à matéria escura e novos testes das teorias que descrevem as forças fundamentais da natureza.

Embora o acelerador esteja temporariamente desligado, as atividades científicas no CERN continuam em ritmo intenso. Pesquisadores de todo o mundo seguem analisando o enorme volume de dados acumulado durante os anos anteriores de funcionamento do LHC, realizando novas descobertas a partir dessas informações e desenvolvendo os experimentos que serão executados quando a instalação modernizada voltar a operar.

Enquanto isso, aceleradores de partículas localizados em outros centros de pesquisa continuam avançando em diversas áreas da ciência, incluindo tecnologias voltadas à redução da radioatividade de determinados resíduos nucleares e ao desenvolvimento de novas aplicações para a física de altas energias.

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