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Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

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Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Carlos Costa em 6th Fevereiro 2008, 17:46

Os Físicos de Partículas são mesmo cientistas insatisfeitos. Ainda não começaram a trabalhar no Grande Colisor de Hadrões (LHC) e já sonham com um novo acelerador que se chamará Colisor Linear Internacional ! Shocked

Leiam este pequeno resumo sobre esse futuro acelerador de partículas:

O Colisor Linear Internacional consistirá de dois aceleradores de 20 km alinhados face a face, que trombarão cerca de 10 bilhões de elétrons e suas antipartículas, os posítrons, a velocidades próximas à da luz.

O novo colisor eliminará o desperdício de energia dos aceleradores circulares, permitindo que os físicos observem novas partículas com detalhes nunca vistos.

A colisão de feixes criará uma variedade de novas partículas. Bagger disse que está ansioso por descobrir o conhecimento que virá da "máquina de feixes claros e precisos".

O Colisor Linear Internacional, proposto por físicos da Europa, Ásia e Américas, ainda está no estágio de planejamento e não tem um lugar determinado.

O custo do projeto foi estimado em 7 bilhões de dólares e a verba está longe de ser alcançada, mas se o financiamento se materializar, o primeiro colisor de partículas mundial ficará pronto em 2012.

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Safra em 6th Fevereiro 2008, 21:27

Essa me pegou de surpresa Shocked .
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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Tc96 em 6th Fevereiro 2008, 23:24

A isto eu chamo pura loucura Mad , desperdício de energia e dinheiro. Acho que o mais coerênte será explorar todas as potêncialidades do LHC e investir no aperfeiçoamento do método de detecção de partículas que é aí que a verdadeira física se manifesta e que o príncipio da incerteza se instala.
Na minha perpectiva não passa de shit Idea

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Carlos Costa em 8th Fevereiro 2008, 22:25

Tc96 escreveu:Na minha perpectiva não passa de shit
Cuidado com as palavras TC96!

Mas se vocês repararem o LHC irá ser cirular e este irá ser composto por 2 túneis rectos, que os especialista dizem ser excelente. Wink

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Safra em 8th Fevereiro 2008, 22:31

Mas se vocês repararem o LHC irá ser cirular e este irá ser composto por 2 túneis rectos, que os especialista dizem ser excelente. Wink

Túneis retos são melhores que circulares?, pensando melhor os circulares possibilitam uma maior eficiência de velocidade através do deslocamento de trajetos de menor diâmetro até o principal, de maior. Aí citam somente a economia energética. Como será o funcionamento destes? confused
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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Carlos Costa em 8th Fevereiro 2008, 22:43

Têm aqui algumas informações Smile :No Colisor Linear Internacional (ILC, em inglês), elétrons e suas anti-partículas, os pósitrons, seriam arremessados um contra o outro a 99,9999999998 % da velocidade da luz. Quando um elétron atingisse um pósitron, a aniquilação resultante forneceria a energia que criaria novas partículas e exporia novas forças.

Nuvens, porém, podem bloquear a visão dessas maravilhas, afirma o jornalista Erik Vance na edição de junho/julho da revista Symmetry.

Assim como nuvens de cristais de gelo ou de gotas d'água no céu bloqueiam a luz do sol, nuvens de elétrons diminuiriam a intensidade dos feixes do acelerador.




Para que o ILC atinja a plenitude de suas possibilidades, uma equipe internacional trabalha para resolver o problema. Fazem parte dela Mauro Pivi e Lanfa Wang do Centro do Acelerador Linear de Stanford (SLAC), Califórina, EUA. Pivi quer canalizar as nuvens de elétrons para dentro de sulcos no interior da máquina. Wang atrair e dissipá-las com um eletrodo.

Mais que uma questão científica, a remoção das nuvens pode determinar o futuro do projeto do acelerador de partículas, que é um dos objetivos principais do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN, em francês).

Pensando grande
Em Lisboa, Portugal, 14 de julho, o conselho do CERN divulgou o documento que define as metas da pesquisa de física de partículas elementares da União Européia.

A prioridade é terminar a construção do Grande Colisor de Hádrons (LHC, em inglês), previsto para entrar em operação em 2007. Suas colisões de alta energia entre prótons e núcleos atômicos pesados revelariam uma nova física para as partículas elementares, mais completa que a atual.

“Uma vez, porém, que se fez a descoberta, você precisa entender o que descobriu”, disse Enzo Iarocci, presidente do conselho, segundo a Science de 21 de julho. Para isso, os físicos do CERN concordam que é preciso colidir elétrons e pósitrons em um colisor linear.

O projeto final do ILC deve ficar pronto em 2008. O acelerador terá um túnel de 40 km de comprimento, fazendo o anel de 23 km de circunferência do LHC parecer pequeno. A aprovação do ILC depende principalmente de seu orçamento, que deve ficar na casa dos bilhões de dólares.

"Economizaremos milhões”, conta Pivi, "se resolvermos o problema das nuvens".

Mais colisões
Um acelerador de partícula é eficiente se produz o máximo possível de colisões. Os físicos atingem isso ao concentrar o maior número de partículas dentro do menor espaço.

No ILC, o processo começa nas extremidades opostas, onde os pacotes de elétrons de um lado e os de pósitrons, no outro, são criados, ainda muito rarefeitos para colidir.

Aparelhos chamados de anéis focalizadores de feixes (damping rings), com vários quilômetros de diâmetro, comprimem os pacotes até o tamanho de 6 mm de comprimento e com um milésimo da espessura de um fio de cabelo.

Um décimo de segundo depois, após 10 mil voltas nos anéis focalizadores, os pacotes estão prontos para serem injetados no tubo linear do acelerador principal, em direção ao ponto de colisão.

O empacotamento dos pósitrons, porém, é mais caro e mais lento que o dos elétrons.

Problema 'nebuloso'
Quando os pacotes de pósitrons giram dentro do tubo do anel focalizador, eles emitem partículas de luz que atingem a parede de metal do tubo, arrancando elétrons de seus átomos. O feixe de pósitrons atrai esses elétrons, fornecendo a eles ainda mais energia.

"Os elétrons batem na parede e se multiplicam", explica Pivi. "Um elétron se torna dois. Depois quatro, oito, 16, 32 — após um tempo, há uma nuvem de elétrons da qual você não consegue se livrar."

Os pósitrons são atraídos pela nuvem e o volume dos pacotes cresce fora de controle.

Para evitar que as nuvens se tornem espessas, os pacotes de pósitrons terão que entrar no anel focalizador duas vezes mais lentamente que os pacotes de elétrons. Isso significa que, para produzir matéria e anti-matéria no mesmo ritmo para suas colisões, o ILC terá um anel para os elétrons e dois para os pósitrons.




Paredes sulcadas
Se as nuvens fossem eliminadas, seria possível concentrar os pacotes de pósitrons com apenas um anel focalizador, reduzindo o custo do ILC.

Inspirado por seus colegas Alexander Krasnov e Gennady Stupakov, Pivi recortou sulcos retangulares nas paredes do tubo para aprisionar o elétrons errantes.

À medida que os elétrons batem nas paredes, eles são capturados pelos sulcos de Pivi. Os elétrons ricocheteiam dentro do sulco, perdem energia e são absorvidos pela superfície deles.

Pivi desenvolveu e testou um modelo para seções retas do focalizador e outro para as curvas. Sulcos em seções retas teriam 1 mm de profundidade, enquanto nas curvas teriam um décimo desse tamanho.



Pivi testou os sulcos maiores no laboratório. Ao disparar um feixe em placas sulcadas de várias polegadas quadradas, ele verificou sua eficácia. Sem os sulcos, para cada elétron que bate a parede, dois ricocheteiam de volta. Com os sulcos, a razão diminui para 0,6 — mais elétrons entram do que escapam.

No próximo passo da experiência, Pivi usará fendas maiores nas instalações do acelerador PEP-II, no SLAC.

Os sulcos milimétricos são baratos e podem ser fabricados facilmente. O processo de fabricação dos sulcos menores para as seções curvas, entretanto, poderia ser caro demais.

Aspirador de elétrons
Lanfa Wang propõe uma solução diferente. Um eletrodo criaria uma carga positiva ao longo do interior do tubo que seria forte o suficiente para tragar o elétrons, deixando a região central livre para os pacotes de pósitrons. Longe do alcance dos pacotes, os elétrons desaceleram e a nuvem se dissipa.

Pesquisadores do CERN testarão uma técnica semelhante usando um feixe de prótons, mas o método nunca foi usado com partículas mais leves como os pósitrons. Wang e Pivi esperam testar um projeto de eletrodo otimizado em breve no PEP-II.

Parece ainda incerto qual dos vários projetos para o anel focalizador de pósitrons será escolhido. O mais provável é uma solução que combine ambas tecnologias.

"Há muitas soluções”, afirma Pivi. “Temos um bom arsenal contra as nuvens de elétrons. Vamos testar todas as possibilidades.”

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Safra em 8th Fevereiro 2008, 23:10

"Um elétron se torna dois. Depois quatro, oito, 16, 32 — após um tempo, há uma nuvem de elétrons da qual você não consegue se livrar."

Solução que me parece de mair eficiência:

"Ao disparar um feixe em placas sulcadas de várias polegadas quadradas, ele verificou sua eficácia. Sem os sulcos, para cada elétron que bate a parede, dois ricocheteiam de volta. Com os sulcos, a razão diminui para 0,6 — mais elétrons entram do que escapam."

Se houver alguma falha no eletrodo mencionado, a experiência ia por água abaixo.

Obrigado Carlos Razz , ótimo texto. lol!
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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Tc96 em 8th Fevereiro 2008, 23:45

Peço desculpa pela palavra utilizada na expressão.

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Carlos Costa em 9th Fevereiro 2008, 23:26

Tc96 escreveu:A isto eu chamo pura loucura Mad , desperdício de energia e dinheiro. Acho que o mais coerênte será explorar todas as potêncialidades do LHC e investir no aperfeiçoamento do método de detecção de partículas que é aí que a verdadeira física se manifesta e que o príncipio da incerteza se instala.
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Desculpas aceites.
Quanto ao que dizes tens razão em alguns pontos. O LHC terá muito para dar e por isso os físicos não deviam estar tão preocupados com outro acelerador de partículas (mesmo que seja de túneis rectos). Imaginem se o dinheiro que vai ser investido no Colisor Linear Internacional, fosse antes revertido para a investigação médica? Porventura seria descoberta a cura para o Cancro e para a Sida...

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por tig em 10th Fevereiro 2008, 00:13

Concordo... Acho que há prioridades e se ainda agora foi acabado de construir o LHC para que outro novo? Wink
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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

Mensagem por Carlos Costa em 12th Fevereiro 2008, 18:24

Neste artigo o professor Chris Quigg reforça a ideia de que os físicos de partículas precisam do CLI (Colisor Internacional Linear):

Grande parte dos mistérios que envolvem a origem do universo podem ser desvendados quando for possível entender plenamente a estrutura da matéria. A iminente entrada em cena de uma nova geração de aceleradores de partículas e detectores promete responder várias perguntas essenciais sobre a origem da matéria ou o funcionamento do microuniverso. A cidade do Rio de Janeiro foi o palco em março de um evento internacional que reuniu alguns dos principais especialistas nessas questões, que discutiram as perspectivas do novo capítulo da história da física de partículas prestes a ser escrito.

Para esmiuçar o interior dos átomos, os físicos contam com os aceleradores de partículas, que permitem identificar cada um de seus componentes. Essas máquinas são usadas pelos físicos há quase 80 anos. Elas fornecem energia para as partículas subatômicas, o que imprime velocidade e causa colisões. Desses choques podem aparecer outras partículas que, apesar de surgirem e desaparecerem rapidamente, explicam os vários aspectos das interações fundamentais da natureza.

Esses equipamentos permitem não somente testar a validade do conjunto de teorias que descreve as forças fundamentais que regem o comportamento da matéria – o chamado modelo padrão –, mas também estudar novos fenômenos no nível fundamental do universo das partículas elementares. Atualmente, quase todos os aspectos desse modelo já foram confirmados. Todavia, ainda existem partículas importantes previstas pela teoria, mas que nunca foram observadas, devido a limitações tecnológicas dos aceleradores atuais. A mais importante delas talvez seja o bóson de Higgs, que os teóricos acreditam ser o responsável pela massa da matéria.

Nova geração
Os físicos depositam grande esperança na nova geração de aceleradores, que talvez permita a confirmação da existência dessa e de outras partículas. O primeiro deles a ser inaugurado será o Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), que começará a funcionar na Organização Européia para Investigação Nuclear (Cern), em Genebra, na Suíça, ano que vem. O LHC terá 14 TeV (tera-eletronvolts) de energia, ou quase quinze vezes mais do que o mais potente acelerador atual – o Tevadron, no Fermilab, situado em Batavia, Illinois, nos Estados Unidos, com 1 TeV.

“O LHC será cerca de cem milhões de vezes mais efetivo na procura de partículas que o Tevadron – considerando, além da energia, outros fatores que influenciam a capacidade do acelerador”, disse Chris Quigg, físico do Fermilab, em entrevista à CH On-line. “Não sabemos o que iremos encontrar na escala de energia de 14 TeV, se será o bóson de Higgs ou outra partícula. O fato é que encontraremos alguma coisa que vai responder às nossas perguntas ou vai provar que a teoria está errada.”

Essas questões foram discutidas durante a Escola Internacional em Física de Altas Energias (LISHEP 2006), realizada na Universidade do Estado do Rio de Janeiro. Quigg fez uma palestra sobre o futuro do Fermilab e os planos de construir outro grande acelerador de partículas, o Colisor Linear Internacional (ILC).

“Essa nova máquina irá complementar o trabalho do LHC. No fim deste ano provavelmente teremos um planejamento de como será o acelerador e quanto ele vai custar”, disse. A principal diferença entre os dois equipamentos é que o ILC será linear, ao contrário do LHC e do Tevadron, que são circulares. Além disso, o ILC é um colisor elétron/pósitron (partículas com as mesmas características do elétron, mas com carga elétrica positiva). Já o LHC é um acelerador próton/próton, no qual as partículas que colidem são apenas prótons.

“Instrumentos diferentes podem encontrar partículas diferentes. Esses dois tipos de aceleradores são duas maneiras de ver o mundo”, defendeu o pesquisador.

Física de partículas no cotidiano
Pode até parecer, mas essa tecnologia não está tão longe da sociedade quanto se imagina. A física de aceleradores ajuda a desenvolver áreas da computação, da eletrônica e da engenharia, por exemplo. “É importante disponibilizar a tecnologia que criamos o mais rápido possível para as pessoas” disse em entrevista à CH On-line Marilena Streit-Bianchi, pesquisadora do programa Transferência de Tecnologia do Cern, que também participou da LISHEP 2006. “Para que isso aconteça, a indústria precisa entender o que pode ser feito com as técnicas desenvolvidas pelos pesquisadores. Apenas uma comunicação direta torna isso possível.”

“Estamos procurando coisas que são bilhões e bilhões de vezes menores que qualquer coisa ao nosso alcance visual e precisamos criar instrumentos que respondam a esse desafio. Muitas vezes os conhecimentos adquiridos no desenvolvimento dos aceleradores são usados para desenvolver tecnologias que vemos no cotidiano”, completou o professor Chris Quigg.

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Re: Físicos já sonham com novo acelerador de Partículas

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