Um dos “espectros” do acelerador de partículas capturado no CERN

No CERN, em Genebra, foi capturado um dos “fantasmas” invisíveis que assombram os aceleradores de partículas: um fenômeno que ocorre em 4D e causa muitos problemas, porque desvia o caminho dos feixes de partículas. Agora, um grupo de pesquisadores do CERN e da Sociedade Alemã para Pesquisa de Íons Pesados, em Darmstadt, conseguiu medi-lo e quantificá-lo. Publicados Os resultados estão na revista Nature Physics. Este sucesso é um passo em frente na resolução de um problema global relacionado com aceleradores e na obtenção da alta precisão necessária para experiências atuais e futuras.

“Em todos os experimentos que investigam a matéria, é necessário colidir feixes de partículas: ao aumentar o número de colisões, aumentam também as chances de conseguir observar o fenômeno desejado”, diz Giuliano Franchitti do Gsi Helmholtzzentrum, coautor do estudar. Com Hans Bartosek e Frank Schmidt do CERN. “No entanto, isso não é fácil, porque as partículas carregadas se repelem e, com um número maior delas, criam efeitos de difícil controle. Esses efeitos são importantes para a alta iluminação do Grande Colisor de Hádrons e para o projeto da exposição em Darmstadt”, continua ele.

O “fantasma” protagonista do estudo é resultado do fenômeno conhecido como ressonância, que ocorre quando dois sistemas interagem entre si e se sincronizam em uma frequência capaz de amplificar o movimento do próprio sistema. Por exemplo, empurrar alguém em uma gangorra dá impulsos que estão sempre sincronizados com o movimento da gangorra: empurrão após empurrão, o balanço torna-se cada vez mais amplo e rápido. “É um fenômeno que também ocorre no espaço, por exemplo nos anéis de Saturno há ressonâncias – diz Franchitti – mas há mais tipos de ressonâncias e o que observamos se desenvolve em um espaço quadridimensional, sendo portanto complexo.”

Os investigadores analisaram cerca de 3.000 feixes graças a monitores que medem a posição das partículas colocadas ao longo do Super Proton Synchrotron, o acelerador do CERN construído num túnel circular subterrâneo de 6,9 ​​quilómetros de comprimento. “Portanto, usamos o acelerador não para conseguir outra coisa – comenta Franchitti – mas para estudar os próprios feixes. Para observar o fenômeno de ressonância no sistema solar, seriam necessários milhões de anos, enquanto com aceleradores leva apenas alguns segundos .

Assim, os autores do estudo conseguiram confirmar a existência do efeito previsto pela teoria. “O feixe do acelerador é um sistema complexo, por isso o estudo aborda o chamado espaço Sistemas Complexos, pelos quais Giorgio Parisi ganhou o Prêmio Nobel em 2021 “E estão por toda parte”, conclui Franchitti: “Por exemplo, a ressonância é um fenômeno usado para obter feixes de partículas para tratamento de câncer no Centro Nacional de Oncologia Hadrônica de Pavia”.