Interessados em entender a origem do universo têm um ótimo programa no dia 4 de outubro, às 15 horas, na Estação Ciência da Universidade de São Paulo, na Lapa, capital. É a palestra Colisões: uma Forma Chocante de Aprender Física de Partículas, ministrada pelo professor Fernando Silveira Navarra, do Instituto de Física da USP. Ele vai explicar a formação de prótons e nêutrons, teoria das colisões de partículas, teoria do big-bang (grande explosão cósmica que teria originado a formação do universo) e outras questões.
Navarra vai falar também da importância do recém-inaugurado Large Hadron Collider (LHC), equipamento circular de 27 quilômetros de circunferência, construído na Europa a 100 metros de profundidade, na divisa da Suíça com a França. É o maior acelerador de partículas do mundo, que poderá provar algumas teorias da Física, modificar ou derrubar outras e até mesmo produzir novos modelos científicos.
Por intermédio de slides, o professor Navarra dividirá sua palestra em duas partes. Na primeira vai abordar a estrutura das partículas que constituem a matéria no universo. Como elas são, como se juntam para formar outras. Na segunda parte, a de colisões, explicará o movimento dessas partículas e a energia liberada no choque entre elas.
Ele conta que a teoria que justifica as partículas é denominada Modelo Padrão e surgiu em meados dos anos 1960. Por ela, acredita-se que existam centenas de partículas na natureza, combinadas a partir de um grupo fixo de 24. Desse total, 12 são partículas de matéria (6 tipos de quarks e 6 de léptons) e as outras chamadas de força. O próton, por exemplo, é formado por três quarks, e o nêutron, por outro trio da mesma partícula. Juntos prótons e nêutrons formam o núcleo do átomo. Somados aos elétrons, que giram em torno do núcleo, compõem o átomo, conjunto de partículas que formam a matéria no universo.
No início, era a luz – Navarra conta que os físicos esperam duas grandes contribuições do LHC: testar as teorias do Modelo Padrão e a do big-bang. Para comprovar esta segunda teoria, o equipamento terá em seu interior as mesmas condições que teriam existido logo após a grande explosão. “Para reproduzir este ambiente, os cientistas injetam feixes de prótons nos dois lados do LHC, fenômeno que provoca a colisão”, diz Navarra.
Assim, os prótons se chocam e se fundem, gerando um gás quente e muita luz. Após a explosão, surgiram as partículas. “Para se entender o fenômeno é preciso pensar do pequeno para o grande”, diz o físico. As partículas geradas formaram prótons e nêutrons, que originaram o átomo, depois as moléculas e células e finalmente a matéria, tudo que existe hoje, incluindo os seres vivos.
A teoria da grande explosão cósmica começou a ser formulada no final da década de 1940, com a descoberta de que o universo está em permanente expansão, com as galáxias se afastando umas das outras. A partir dos anos 1960, com a ajuda do Modelo Padrão e suas partículas, foi possível aos físicos adotar o modelo do big-bang. Navarra diz que o LHC é uma maneira de provar a gigantesca explosão. “Existem outras no campo da Astrofísica.”
Esta colisão no LHC só será possível no ano que vem. Por enquanto, o feixe de prótons é injetado experimentalmente apenas em um dos lados do acelerador.
O Instituto de Física da USP possui quatro pequenos aceleradores de partículas: Péletron, Acelerador Linear, Linac e Péletron Pequeno, mas nem todos funcionam no momento. O primeiro deles, em operação, é utilizado em experiências de mecanismos de reação por bombardeamento, reação para entender a estrutura do núcleo de elementos e para Física aplicada, com a emissão de raios-X para estudar contaminações.
A energia gerada no Péletron é de aproximadamente 8 milhões de volts. No acelerador LHC, da Suíça, é de 50 bilhões de volts.
Otávio Nunes
Da Agência Imprensa Oficial
