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Micro/Macro
Brasileiros buscam pistas sobre a estrutura da matéria
Marcelo Gleiser
especial para a Folha
Quando físicos contam para seus
amigos que eles estudam a estrutura fundamental da matéria, num bate-papo durante uma festa ou num barzinho, eles podem querer dizer coisas bem
diferentes, dependendo de sua área de
especialização; um físico pesquisando as
propriedades de materiais, como cristais
de germânio ou silício, e outro estudando o interior do núcleo atômico, usam
metodologias experimentais completamente diferentes, desenhadas para responder questões também diferentes.
Na corrida pela compreensão do muito
pequeno, estamos realizando experiências que investigam a estrutura da matéria a distâncias muito menores do que
um próton, o integrante do núcleo atômico com carga positiva e um diâmetro
aproximado de um milionésimo de bilionésimo de metro (ou 10-15 metros)!
Para tal, usamos máquinas conhecidas
como aceleradores de partículas, que
aceleram dois feixes de partículas em direções contrárias em um túnel subterrâneo de quilômetros de circunferência.
Em certos pontos, esses dois feixes colidem e os cientistas estudam os detritos
dessas colisões, que aparecem na forma
de novas partículas. Nos pontos das colisões, físicos posicionam os detectores de
partículas, que são como máquinas fotográficas desenhadas exclusivamente para captar tipos específicos de partículas
que surgem durante as colisões.
Alguns fatores são essenciais para o sucesso da experiência: 1) quanto maior a
energia do acelerador, mais profunda
nossa cirurgia no interior das partículas
subatômicas; 2) quanto mais "focado"
for o feixe de partículas, maior a probabilidade de várias colisões ocorrerem nos
pontos de encontro dentro dos detectores: isso é o que os físicos chamam de
maior "luminosidade"; 3) quanto mais
preciso o detector, maior nossa probabilidade de detectar eventos interessantes,
possivelmente até novas espécies de partículas.
Atualmente, o acelerador recordista
mundial de energia é o "Tevatron", que
se encontra a oeste de Chicago, no laboratório conhecido como Fermilab. O Tevatron tem dois detectores, o "CDF" e o
"D0". É no D0, um gigante com altura de
cinco andares e pesando centenas de toneladas, que encontramos um grupo de
físicos e engenheiros brasileiros, parte de
uma colaboração envolvendo 50 instituições de pesquisa em 16 países. A participação brasileira também representa um
consórcio de instituições e universidades
que inclui, no Rio, o Centro Brasileiro de
Pesquisas Físicas e as Universidades Federal e Estadual; em São Paulo, a Universidade Estadual de Campinas e o Instituto de Física Teórica da Unesp; e a Universidade Federal da Bahia.
Alguns membros do grupo brasileiro,
como Alberto Santoro e outros, já têm
uma relação antiga com o Fermilab, havendo participado de vários experimentos na última década. A novidade é que o
D0 está sendo reformado e uma parte
importante dessa reforma se deve à contribuição dos cientistas brasileiros. Essa
reforma é necessária devido a um futuro
aumento na luminosidade do Tevatron,
que exigirá um nível de precisão bem
mais elevado do detector. O grupo está
envolvido no chamado "Detector de
Prótons Espalhados", criando dispositivos chamados de "potes romanos", em
homenagem ao físico italiano (e romano) Giorgio Mathiae, que desenvolveu os
primeiros potes. Esses potes alojam sofisticados detectores de posição que são
então acoplados ao corpo do D0. Com
eles, os cientistas esperam seguir o processo de colisão das partículas desde seus
momentos iniciais, que passavam despercebidos no passado. A esperança é
que esses momentos iniciais incluam fenômenos que abrirão novas direções em
nossos estudos da física subatômica.
É importante exaltar o aspecto tecnológico do projeto; os detectores de posição
usam fibras ópticas acopladas a amplificadores de alta precisão, puxando os limites dessas tecnologias. Isso só pode
acontecer nas mãos de um time de altíssima qualidade, um exemplo da ciência
de alta qualidade realizada por aqui.
Marcelo Gleiser é professor de física teórica do Dartmouth College, em Hanover (EUA), e autor do livro
"Retalhos Cósmicos".
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