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

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.”

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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”.

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