Como o LHC conseguiu simular o Big Bang

O Grande Colisor de Hádrons (LHC) bateu um novo recorde nesta terça-feira. O acelerador de partículas coseguiu produzir a colisão de dois feixes de prótons a 7 tera-elétron volts, criando uma explosão que os cientistas estão chamando de um "Big Bang em miniatura". O feito emocionou a equipe do Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), que aplaudiu de pé o resultado da experiência assistida por pesquisadores do mundo todo via um link remoto.

O equipamento, cuja construção custou aproximadamente US$ 10 bilhões, retomou suas atividades em novembro. O LHC foi desligado nove dias depois de seu lançamento, em setembro de 2008, por problemas de superaquecimento. O reparo custou mais US$ 40 milhões.

Dez dias atrás, dois feixes de partículas começaram a percorrer, em direções opostas, o túnel oval, a uma energia de 3,5 tera-elétron volts, ou 3,5 bilhões de bilhões de elétron volts (três vezes maior do que o recorde registrado anteriormente).

- Estamos abrindo as portas para a nova física, um novo período de descobertas na história da Humanidade - disse Rolf-Dieter Heuer, diretor-geral do Cern.

Prioridade é a 'partícula de Deus'

Os cientistas esperam que o LHC lance luz sobre grandes mistérios do Universo. A principal motivação é identificar o bóson de Higgs, também conhecido como "partícula de Deus". Proposto em 1964 pelo escocês Peter Higgs, o bóson seria o responsável por dotar de massa tudo o que existe no Universo, transformando gases em galáxias, estrelas e planetas. A partícula também possibilitaria o surgimento da vida na Terra e, talvez, em outros locais do cosmos. Por isso há tanta expectativa de que o LHC forneça provas de sua existência.

Outra missão do Cern é encontrar evidências relacionadas à matéria escura, ou invisível, que seria responsável por cerca de 25% da massa do Universo. Apenas 5% do Cosmos reflete luz. Espera-se, ainda, que o LHC, em seus estimados 20 anos de vida, encontre provas reais da existência de energia escura, que representaria os 70% restantes do Universo.

As conclusões do experimento, no entanto, podem ingressar em um território hoje só explorado pela ficção científica, se comprovarem a existência de universos paralelos ou outras dimensões, além das cinco já conhecidas. E, também, se identificarem e detalharem alguma estrutura que seja anterior ao Big Bang.

O Brasil está entre os 85 países com representantes na equipe do LHC. Pesquisadores da Coppe/UFRJ atuaram em estudos de computação, calorimetria e filtragem de dados, além de construir circuitos para registro do choque entre prótons. A integração de cientistas possibilitou o desenvolvimento de tecnologias inéditas para diversos setores do projeto, como o processamento de sinais e a análise de dados.

O LHC recebeu muitas críticas, sobretudo devido a seu alto custo e seus defeitos. Ainda assim, o início da atividade do acelerador de partículas, cuja construção começou em 1994, foi cercada de grande expectativa.

Novas Descobertas do LHC reascende discussões sobre Ciência e Religião

O novo capítulo da física promovido nesta terça-feira - quando o encontro de dois feixes de partículas subatômicas em uma energia inédita e velocidade próxima à da luz recriou uma miniversão do Big Bang - ressuscitou um debate secular que antagoniza ciência e religião. Entre os espectadores dos primeiros momentos do Cosmos, uma corrente acredita que o homem chegou mais próximo de Deus; outra, que uma entidade superior seria desnecessária diante de avanço tão poderoso ( e você, no que acredita? Vote ). O embate provoca reações cautelosas. Para o físico Marco Aurélio Lisboa Leite, coordenador do grupo da USP no LHC, convém não misturar as buscas de cada lado.

- A ciência quer responder algumas perguntas. Os teólogos, outras. Não há compatibilidade entre elas. Não se deve resolver as questões de uma área com as respostas da outra.

Colisão de partículas que similou o Big Bang explicará enigmas que ainda envolvem 95% do Universo

Astrônoma da Nasa e da Universidade Católica da América, nos EUA, Duilia de Mello discorda:

- Não existe contradição nestas áreas. Sempre voltamos para a necessidade do Criador, porque a ciência não chegou ainda ao ponto inicial, à origem do Universo. Para isso, por enquanto, só existe uma explicação sobrenatural.

O padre jesuíta Paul Schweitzer, professor de matemática da PUC-Rio, alerta que o Big Bang, da forma como é estudado pelos cientistas, não deve ser comparado à origem do mundo difundida pela religião.

- A Bíblia é uma poesia com metáforas, não deve ser interpretada de forma literal - pondera. - No passado, invocava-se Deus para explicar o que a ciência não conseguia. Isso é uma atitude fadada a falhar. Ainda assim, podemos analisar algumas perguntas básicas: por que o Universo tem tanta regularidade e responde a leis físicas? Isso não é respondido pela ciência. É a presença de Deus.

Curiosamente, a teoria da origem do Universo, da forma como é conhecida hoje, foi cunhada por um padre católico. O belga Georges Lemaître, que também era físico, escreveu, em 1927, que o Cosmos está sempre em expansão, tendo evoluído de um "átomo primitivo". Seus argumentos não conquistaram o astrônomo britânico Fred Hoyle, que acreditava em um Universo imutável. Para ridicularizar Lemaître, Hoyle apelidou a teoria do religioso de "Big Bang".

Cientistas Brasileiros Participan Efetivamente no LHC

Alguns dos sistemas do superacelerador de partículas acionado na quarta-feira para simular o momento da criação do Universo foram desenvolvidos com a colaboração de cientistas brasileiros. Pesquisadores da Coppe/UFRJ, por exemplo, atuaram em estudos de calorimetria, filtragem de dados e computação, além de terem ajudado a construir circuitos para registrar o choque entre prótons que vai tentar reproduzir o Big Bang num anel de 27 quilômetros de circunferência, a cem metros de profundidade, na fronteira da França com a Suiça.
- Quando começamos no projeto, há 20 anos, não havia tecnologias de detecção e de eletrônica para experimentos que começam agora - diz o professor José Manoel Seixas, do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe e um dos coordenadores do grupo de brasileiros que atua na Organização Européia de Pesquisa Nuclear (Cern), responsável pelo projeto do acelerador Large Hadron Collider (LHC, na sigla em inglês).

Seixas diz que a integração de cientistas de todo o mundo proporcionou o desenvolvimento de tecnologias em diversos setores, além do projeto, como diagnóstico médico, sistema financeiro e gerência de informações. Cerca de dez mil cientistas de 180 instituições de pesquisa em 50 países participam da experiência, que busca encontrar a origem das massas das partículas e decifrar a origem do Universo.
- A troca de conhecimento e a cooperação científica no desenvolvimento do LHC estimulou a pesquisa de novas técnicas de detecção, processamento de sinais e análises de dados - diz Seixas.
Pesquisadores da Universidade do Estado do Rio de Janeiro (Uerj) também participam do ambicioso projeto e comemoraram a conclusão bem-sucedida do primeiro teste. Críticos que tentaram impedir o acionamento do LHC temiam a formação de um buraco negro - uma força gravitacional tão forte que engoliria o universo. Mas cientistas provaram que esse é um processo natural que não ameaça.
"Esses processos que a gente vai criar aqui em laboratório de forma controlada ocorrem o tempo todo, em escalas de energia muito maiores do que a gente consegue realizar aqui no laboratório e com uma freqüência muito maior também na natureza. Certamente o universo está aí há bilhões de anos e não foi destruído até hoje", explicou o físico André Sznajder, da Uerj e da Cern. A previsão é de que os resultados sejam divulgados apenas no ano que vem. Os primeiros choques de prótons - uma das partículas que formam o átomo - só devem acontecer em alguns meses. Na fração de segundo que se segue a esta explosão, os prótons dever ser divididos em partículas muito menores. Algumas nunca puderam ser vistas, embora sejam a base teórica da física de partículas.
Entre elas, está o Bóson de Higgs, também chamado de "A partícula de Deus", que seria a responsável pela criação da matéria. A comprovação de sua existência ajudaria a explicar por que as massas são tão diversas.
- O principal objetivo é encontrar o Higgs - diz o brasileiro Alberto Santoro, coordenador do grupo da Uerj que participa da experiência.