As pirâmides de Egito e a Grande Muralha da China estão para a Antigüidade, assim como o acelerador de partículas Large Hadron Collider (LHC, ou Grande Colisor de Hádrons) está para a Física do século 21. É o senhor dos anéis: simplesmente a maior máquina do mundo.
Trata-se de um equipamento de proporções descomunais no formato de um anel de 27 quilômetros de circunferência, enterrado a 150 metros de profundidade na fronteira entre a Suíça e a França. São dezenas de milhares de toneladas de dispositivos ultra-sofisticados, todos feitos sob medida, num custo astronômico de mais de 6 bilhões de dólares.
Um empreendimento de tamanha envergadura só poderia ser internacional. São mais de 500 instituições entre universidades, laboratórios e centros de pesquisa de 50 países, num total de cinco mil cientistas e engenheiros. A organização, projeto e construção do LHC estão todos a cargo do Conselho Europeu para a Pesquisa Nuclear (CERN), em Genebra.
Mas para que tantos cérebros convenceram tantos governos a gastar tanto dinheiro numa máquina tão grandiosa. A resposta não é simples, mas se fosse possível resumir numa frase: com o LHC, a comunidade mundial de físicos espera recriar as condições de temperatura e densidade extremas similares àquelas que existiram uma fração de bilionésimo de segundo após o Big Bang, a explosão primordial que deu origem a tudo: matéria, energia, tempo e espaço.
O segredo para esta façanha está no tamanho do anel do LHC. Ao longo de seus 27 quilômetros irão circular em sentidos opostos feixes de átomos de chumbo que irão sendo progressivamente acelerados até atingir 99,9% da velocidade da luz. Para quem não lembra são 300 mil km/s, o suficiente para dar oito voltas em torno da Terra num único segundo. E para acelerar tanto, os feixes devem viajar no interior de tubo cuja temperatura é próxima do zero absoluto, ou seja, 273,15º C abaixo de zero.
Zunindo através do anel nessas condições os átomos ganham uma energia tremenda, e quando isso acontece os dois feixes se chocam frente a frente. O resultado é uma explosão que estilhaça os átomos de chumbo, liberando um zoológico de partículas subatômicas.
É no meio destes escombros que os cientistas esperam encontrar, vasculhando uma agulha num palheiro, evidências que comprovem propriedades da matéria ainda só previstas em teoria, como a supersimetria de partículas, novos estados da matéria e - acredite se quiser - a possibilidade da criação de mini buracos negros – previstos em teoria por ninguém menos que o físico inglês Stephen Hawking. Exatamente, versões diminutas daqueles monstros cósmicos engolidores de estrelas e dos quais nada escapa, nem mesmo a luz.
Mas o Santo Graal que se sonha encontrar com a graça do LHC é o bóson de Higgs, única partícula ainda não foi observada do modelo standard da Mecânica Quântica, o conjunto de leis que explica o funcionamento do universo em seu nível mais elementar, o subatômico.
Teorizado em 1964 pelo físico britânico Peter Higgs, o bóson que leva seu nome teria um papel fundamental para explicar a origem da massa. Em outras palavras, ele explicaria porque os átomos que formam o seu corpo e o meu se agregam para formar nossas massas, e porque o mesmo não acontece com um fóton de luz. O bóson, diga-se de passagem, é um tipo específico de partícula que, ao lado dos férmions (que são os quarks que formam prótons e nêutrons), faz parte da família dos hádrons, daí o nome do acelerador: Grande Colisor de Hádrons. Um exemplo de hádron é o pion – descoberto pelo brasileiro Cesar Lattes em 1947.
Outra partícula hipotética que pode pipocar de dentro da panela de pressão do CERN é o gráviton. Pura e simplesmente, ele seria o responsável pela transmissão da força da gravidade, aquela que nos prende a Terra e que a faz girar em torno do Sol, ao mesmo tempo em que obriga este último a viajar em torno do centro de uma galáxia em espiral a que damos o nome de Via Láctea.
Para tentar ver surgir estas partículas, a esperança é que o LHC, cuja construção levou dez anos, entre em operação em setembro. Ao longo de seu túnel estão instalados quatro experimentos, quatro detectores com a altura de um edifício de cinco andares e cada um com milhares de toneladas. São eles o CMS, o ATLAS, o ALICE (A Large Íon Collider Experiment) e o LHCb (Large Hadron Collider beauty).
O Large Hadron Collider irá trabalhar 24 horas por dia, gerando a cada segundo cerca de 40 milhões de colisões de átomos. Como elas deverão ser analisadas a exaustão, isso irá gerar uma montanha anual de dados equivalente a 15 Petabytes (15 milhões de Gigabytes), ou seja, uma pilha de CDs de dados com 20 quilômetros de altura. Para processar tudo isso, foi criada a rede mundial LHC Computing Grid (LCG). São algo como 25 mil servidores processando em grade (a chamada grid computing), espalhados por mais de 90 instituições ao redor do globo. Duas estão no Brasil, uma na UNESP e a outra na UERJ, cada qual contando com cerca de 230 CPUs.
A ciência brasileira participa do LHC por meio de uns 30 pesquisadores de sete grupos de pesquisa espalhados distribuídos entre a Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ), a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), a Universidade de São Paulo (USP), a Universidade Estadual Paulista (UNESP), o Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF), a Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) e a Universidade Federal da Bahia (UFBA).
O físico Alberto Santoro, 65, do Instituto de Física da UERJ, é um destes profissionais. Ele chefia um time de 15 pesquisadores do Departamento de Física Nuclear e Altas Energias daquela instituição. Eu o conheci em 1997, quando visitei o Fermilab, distante 50 quilômetros de Chicago. O Fermilab é o maior acelerador de partículas dos EUA e do mundo, posto que irá perder no instante em ligarem o LHC, pois o equipamento americano é capaz de acelerar partículas até uma energia de 2 TeV (teraeléetron-volts, ou trilhões de elétron-volts), enquanto o europeu vai a 14 TeV. Esse aumento de aumento de energia é condição sine qua non para a violência das colisões de hádrons façam surgir as novas partículas.
Alberto Santoro trabalhou no Fermilab desde 1984 e agora no LHS irá realizar seus estudos exclusivamente no experimento CMS (Compact Muon Solenoid). “O CMS e o ATLAS são detectores de espectro geral. Eles fazem uma varredura de todo o espectro da física de partículas”, diz o brasileiro. “Já o ALICE é focado na física de plasma, e o LHCb na física de bótons. Nosso foco de pesquisas é estudar as propriedades difrativas das partículas, algo pouquíssimo conhecido experimentalmente”.
Perguntei a ele o porquê desta fixação dos físicos no elusivo bóson de Higgs, já que o LHC vai poder desvendar uma quantidade enorme de dúvidas da ciência. “O Higgs é uma questão que foi pegando ao longo dos anos. Mas do ponto de vista científico existem coisas tão interessantes quanto ele e para as quais não existe resultado, até porque os aceleradores atuais não permitem seu estudo”.
Santoro, como todo pesquisador brasileiro, se queixa com razão da escassez de financiamento à pesquisa no País. “É ridículo. Até hoje não conseguimos uma estabilidade no financiamento. Meu grupo recebeu uma primeira parcela de 70 mil dólares da Finep (Financiadora de Estudos e Projetos) em setembro de 2006. Da segunda parcela, ainda não saiu nada”. O físico salienta que o dinheiro é usado para pagar o transporte, estadia, alimentação e material de escritório dos pesquisadores em Genebra. O total de recursos para o conjunto de pesquisadores brasileiros ligados ao LHC é de cerca de 1 milhão de dólares, informa Santoro.
“Esta instabilidade gera mil problemas. Ficamos desmoralizados. O tempo todo o pessoal lá no CERN pergunta: mas cadê aquela verba prometida pelo governo. A resposta padrão é: estamos esperando...”, desabafa o cientista.
Enquanto isso, em março de 2006, o governo brasileiro gastou 20 milhões de dólares para comprar uma passagem num foguete russo e mandou o astronauta brasileiro Marcos Pontes fazer turismo na Estação Espacial Internacional. Tudo isso para depois o “herói” bater-papo ao vivo em rede nacional de televisão com o presidente Lula. Cada país têm a ciência que merece. Ou melhor, o governo que merece...
