Saiba como funciona um acelerador de partículas

Por Lilian Ferreira
Do UOL Tecnologia
Em São Paulo

Existem diversos tipos de aceleradores de partículas. A classificação mais genérica é quanto à geometria do percurso: linear ou circular. Na linear, as partículas percorrem uma trajetória reta. Já na circular, as partículas são constantemente estimuladas para descrever uma trajetória redonda ou oval, como ocorre no LHC e no LNLS.

Os aceleradores são grandes máquinas em que as partículas percorrem túneis e, em determinados pontos de sua trajetória, chamados cavidades de radiofreqüência, ganham energia. Essa energia é obtida porque as partículas são estimuladas por campos eletromagnéticos que geram calor. "São como grandes fornos em que você gera energia com o calor, da mesma maneira como batatas são aquecidas em um micro-ondas", exemplifica Pedro Tavares, diretor da Divisão de Aceleradores e Instrumentação do LNLS. Toda vez que as partículas passam por este ponto em sua trajetória circular, são estimuladas e aceleradas.

As partículas podem ou não se colidir ao longo de sua trajetória. Para isso, são necessários dois feixes de partículas acelerados ou um alvo fixo. "Os anéis de colisão têm objetivos muito específicos e, por isso, são poucos no mundo, como o LHC", observa Tavares.

O anel do LHC tem cerca de 27 quilômetros de extensão, fica a 100 metros de profundidade e pode atingir energia de sete TeV (trilhões de elétron-volts). Ele possui quatro detectores —Atlas, Alice, LHCb e CMS— que observam as colisões frontais e seus resultados. Já a fonte do LNLS é bem menor, com 93 metros de circunferência e energia de 1,37 GeV (bilhões de elétron-volts).

Fontes síncrotron no mundo

Segundo Tavares, existem hoje no mundo cerca de 60 fontes de luz síncrotron. "Várias estão em construção ou começaram a operar recentemente em países como Canadá, França, Espanha, China e Japão", elenca.

As fontes são divididas em três grandes grupos. As mamutes foram criadas em meados dos anos 90, têm circunferência de cerca de 1 quilômetro e produzem energia de seis a oito GeV. É o caso das máquinas do Japão, do ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), na França, e da de Chicago. As intermediárias, com energia de 1,5 a 3 GeV, correspondem à maioria das fontes. Novas tecnologias, como dispositivos de inserção de onduladores, permitem maior eficiência com menor custo. Já os menores têm energia inferior a 1,4 GeV.