O maior acelerador do planeta começou a ser desmontado por partes para voltar mais forte: novos ímãs vão apertar os feixes com campo 40% maior
CERN inicia substituição de ímãs do maior acelerador de partículas do mundo para multiplicar colisões e ampliar pesquisas sobre a matéria
O Large Hadron Collider (LHC), maior acelerador de partículas do mundo, começou a perder componentes de sua estrutura para receber uma nova geração de ímãs superconductores. A atualização conduzida pelo CERN pretende aumentar o número de colisões entre prótons, permitindo investigar fenômenos raros e ampliar os estudos sobre a composição fundamental da matéria.
Por que o maior acelerador do planeta começou a ser desmontado?
O LHC ocupa um túnel circular de 27 quilômetros na fronteira entre a Suíça e a França. Desde 2008, seus experimentos investigam partículas fundamentais e fenômenos impossíveis de reproduzir em condições cotidianas. Agora, a instalação passa por sua terceira grande parada técnica, denominada Long Shutdown 3, iniciada em junho de 2026.
Em setembro, as equipes começaram a desconectar os conjuntos de ímãs quadrupolares próximos aos detectores ATLAS e CMS. Esses equipamentos concentram os feixes de prótons momentos antes das colisões. A substituição faz parte do projeto High-Luminosity LHC, desenvolvido para transformar a capacidade experimental do acelerador sem construir um novo anel.
Como os novos ímãs do LHC aumentarão o número de colisões?
Os equipamentos atuais utilizam principalmente supercondutores de nióbio-titânio. Seus substitutos empregam nióbio-estanho, material capaz de suportar campos magnéticos mais intensos. Os novos quadrupolos alcançarão aproximadamente 11,3 teslas, valor cerca de 40% superior ao produzido pelos ímãs que serão retirados.
Um campo magnético mais intenso permite comprimir os feixes na região de colisão, aumentando a probabilidade de encontros entre prótons. Isso não significa acelerar as partículas a velocidades muito superiores, mas aproveitar melhor cada passagem pelos detectores. Entre as principais mudanças estão:
- Substituição de 28 ímãs supercondutores nas regiões de interação;
- Instalação de novos quadrupolos com campos de 11,3 teslas;
- Utilização de bobinas fabricadas com nióbio-estanho;
- Concentração mais intensa dos feixes nos detectores ATLAS e CMS;
- Aumento da quantidade de colisões disponíveis para análise científica.
O vídeo oficial do CERN apresenta a construção e o funcionamento dos novos quadrupolos supercondutores destinados ao High-Luminosity LHC.
Por que comprimir os feixes é mais importante do que aumentar sua velocidade?
Os prótons circulam pelo LHC a velocidades extremamente próximas à da luz. Por isso, aumentar sua energia não significa produzir um crescimento proporcional de velocidade. O novo projeto concentra esforços na luminosidade, medida relacionada à frequência de colisões que podem ocorrer dentro dos detectores.
Quanto menores forem as dimensões transversais dos feixes no ponto de encontro, maior será a probabilidade de interação. Os quadrupolos funcionam como lentes magnéticas, focalizando partículas carregadas. Outros dispositivos, chamados crab cavities, ajudarão a corrigir a orientação dos pacotes de prótons, aumentando sua sobreposição durante os encontros.
Quais etapas da desmontagem do LHC já foram realizadas?
O CERN anunciou em 17 de setembro de 2026 o início da desconexão dos ímãs antigos. Segundo o comunicado oficial sobre a desmontagem do LHC, os trabalhos começaram em 7 de setembro nas regiões próximas aos experimentos ATLAS e CMS. A primeira interconexão magnética foi cortada naquela semana.
A operação exige retirar equipamentos instalados entre 2005 e 2007, além de preparar sistemas criogênicos, elétricos e de vácuo. Em agosto e setembro, as equipes também desmontaram aproximadamente 890 metros de tubulações de vácuo, removendo mais de 1.300 componentes. A instalação dos primeiros novos quadrupolos no túnel está prevista para 2029.
Quanto o High-Luminosity LHC poderá ampliar os resultados científicos?
O projeto pretende elevar a quantidade de colisões simultâneas em cada encontro de pacotes de prótons. Enquanto o LHC atual registra aproximadamente 60 interações por encontro em condições típicas de alta luminosidade, a versão modernizada foi projetada para trabalhar com cerca de 140 a 200.
A expectativa também é multiplicar por dez a luminosidade integrada em relação ao projeto original do LHC. Isso significa acumular muito mais dados ao longo dos anos, permitindo observar processos raros com maior precisão estatística.
| Característica | LHC atual | High-Luminosity LHC |
|---|---|---|
| Ímãs de focalização | Nióbio-titânio | Nióbio-estanho |
| Campo dos novos quadrupolos | Referência atual | 11,3 T; cerca de 40% maior |
| Colisões por encontro | Cerca de 60 | 140 a 200 |
| Previsão de operação | Até junho de 2026, antes da parada | A partir de meados de 2030 |
Como os novos ímãs poderão ampliar a busca por partículas desconhecidas?
O aumento da luminosidade beneficiará especialmente medições envolvendo o bóson de Higgs, descoberto em 2012. Com mais colisões registradas, os pesquisadores poderão examinar interações raras e procurar pequenas diferenças entre os resultados experimentais e as previsões do Modelo Padrão.
O High-Luminosity LHC deverá começar a operar em meados de 2030, após instalação, resfriamento e testes dos novos sistemas. O aumento das colisões não garante a descoberta de novas partículas, mas oferece maior sensibilidade para investigar fenômenos pouco frequentes e possíveis sinais de física ainda desconhecida.
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