Europa planeja maior máquina da Terra para explorar universo desconhecido


Laboratório de física de partículas CERN publica projeto de colisor de prótons de 100 quilômetros



NUÑO DOMÍNGUEZ
EL PAÍS

A Europa quer abrigar o maior acelerador de partículas da Terra, que será usado para entender a composição de 95% do universo. O novo mastodonte da física mundial, conhecido como Colisor Circular do Futuro (FCC, na sigla em inglês), será instalado em um túnel subterrâneo de 100 quilômetros de extensão a ser construído na fronteira entre a Suíça e a França. O anel será conectado ao LHC — o atual acelerador mais potente do mundo —, com 27 quilômetros de circunferência.

Um painel de mais de 1.300 cientistas de 35 países acaba de apresentar o projeto detalhado desta nova máquina, que terá sete vezes mais potência do que a anterior. A construção e implementação deste acelerador definirão a física de partículas durante grande parte deste século. Será capaz de dar mais um passo na compreensão do universo, além do bóson de Higgs e do resto das partículas elementares que, juntas, descrevem a matéria convencional que compõe as estrelas, planetas, seres vivos e qualquer outra coisa do universo visível. Toda essa matéria corresponde a menos de 5% do cosmos. O restante é totalmente desconhecido.

"Usaremos os diferentes aceleradores do laboratório europeu de física de partículas [CERN] como se fossem as marchas de um carro até alcançar a potência máxima", resume Michael Benedikt, chefe do painel de especialistas do projeto.

Graças a essa instalação científica, "grandes questões abertas de física" poderão ser respondidas, explica o físico. A primeira é entender, pela primeira vez, do que é feita a matéria escura, invisível aos telescópios, mas com uma atração gravitacional fundamental para que as galáxias sejam como as vemos a partir da Terra. Esse misterioso componente constitui 27% do universo. Além disso, o FCC poderia começar a esclarecer o que é a energia escura, a força teoricamente responsável pela expansão acelerada e contínua dos limites do cosmos e que compõe os 68% restantes do universo.

Tudo nesta nova máquina é descomunal. Seu custo estimado é de 24 bilhões de euros (cerca de 103 bilhões de reais), necessita de tecnologias que nem sequer existem na atualidade, especialmente os ímãs supercondutores para acelerar e direcionar as partículas, e só tem previsão de ser concluída no final da década de 2050. A Europa tem um grande concorrente. A China, com todo seu potencial econômico, vai construir um acelerador muito semelhante, que poderia começar a funcionar uma década antes.

"Esta máquina atingirá a máxima energia possível que podemos alcançar com as tecnologias que conhecemos, é o nosso último cartucho", explica Carlos Lacasta, pesquisador do Instituto de Física Corpuscular de Valência e secretário científico do Comitê Europeu para Futuros Aceleradores. Colisores como o Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) produzem um fluxo de colisões de feixes de prótons até quase a velocidade da luz. Durante a colisão, os prótons se decompõem em partículas elementares. Quanto mais energia a máquina alcança e quanto mais as partículas viajam em seu anel, mais as partículas geradas acumulam massa. O FCC poderia ser o primeiro a produzir partículas mais maciças que o bóson de Higgs e que já estariam no território da física desconhecida. "Esta máquina pode confirmar muitas teorias, por exemplo, se o que definimos como partículas elementares, na verdade, têm componentes ainda menores, se de fato há mais de um bóson de Higgs ou se há o dobro de partículas elementares do que conhecemos, como diz a teoria da supersimetria. O problema é que o modelo que temos já não dá mais pistas para onde ir, sabemos que deve haver muito mais, mas não sabemos o que é", afirma Lacasta.

A nova instalação entrará em operação gradualmente. Na primeira fase, a partir de 2040, utilizará o túnel de 100 quilômetros para colidir elétrons e pósitrons, ou sua antimatéria. Esse tipo de instalação funcionará como uma fábrica de bósons de Higgs que ajudaria a entender detalhadamente as propriedades dessa partícula. No final de 2050, começaria a funcionar a versão melhorada, capaz de colidir prótons, ou seja, entrar na física desconhecida.

JAPÃO E CHINESA SÃO ESTRATÉGICOS
Se os planos do CERN forem adiante, pode haver um intervalo de cinco anos entre o fim da operação do LHC de alta luminosidade, previsto por volta de 2037, e o lançamento do FCC, afirma Lacasta. Além disso, a proposta do CERN pode anular outros projetos de aceleradores. No momento, todas as atenções estão voltadas para o Japão, que deve anunciar em breve se acabará abrigando o Colisor Linear Internacional. É um acelerador com um quarto da potência do atual LHC, mas que permite estudar o bóson de Higgs e seu comportamento com muito mais nitidez. Indiretamente, também poderia indicar se há sinais de nova física. O projeto sofreu cortes de investimento significativos devido à falta de orçamento. A decisão do Japão é fundamental para a Europa, que deve anunciar, em meados deste ano, quais instalações científicas terão seu apoio dentro de sua estratégia de física de partículas. O FCC é semelhante ao Supercolisor Supercondutor que os EUA tentaram construir nos anos noventa, e que foi abandonado em meio à polêmica por seu alto custo. A nova máquina europeia será ainda mais cara, embora o CERN tenha sido rápido em destacar que o custo total do LHC foi de 2,5 euros (cerca de 11 reais) por pessoa ao ano, nos 22 países que o financiaram. Agora, resta saber se a opção do FCC convence a comunidade internacional e se outros projetos de aceleradores lineares seguem adiante, uma discussão na qual existem opiniões divergentes do ponto de vista científico e fatores políticos e econômicos com ainda mais peso. Soma-se a tudo isso o crescente poder científico da China, determinada a fazer coisas por si mesma, avalia Toni Pich, coordenador do Centro Nacional de Física de Partículas, Astropartículas e Nuclear. "Visito a China desde 1992 e tenho um respeito infinito. Quando a tecnologia chegou, era muito básica, estavam muitos anos atrasados. Enviaram um exército de estudantes ao exterior para aprender e já voltaram. Agora têm a experiência e também o dinheiro, por isso acredito que realmente poderão construir uma máquina de 100 quilômetros e não duvido que, em 20 anos, serão a maior potência científica”, afirma.