Após cinco anos de trabalho, Físicos da EPFL, juntamente com cerca de 800 pesquisadores internacionais envolvidos no projeto LHCb do CERN, acaba de dar um passo importante ao construir um novo detector - um rastreador de fibra cintilante denominado SciFi - para coletar mais dados do colisor.

O Grande Colisor de Hádrons (LHC) no CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, produz centenas de milhões de colisões de prótons por segundo. Mas os pesquisadores que trabalham no experimento de beleza do Large Hadron Collider (LHCb), que envolve físicos da EPFL, só pode gravar 2, 000 dessas colisões, usando um dos detectores instalados no acelerador. Então, no final, esta maravilha tecnológica deixa os físicos querendo mais. Eles estão convencidos de que o vasto volume de dados não capturados contém as respostas para várias questões não resolvidas.

Em física de partículas elementares, o Modelo Padrão - a teoria que melhor descreve os fenômenos neste campo - foi bem e verdadeiramente experimentado e testado, no entanto, os pesquisadores sabem que o quebra-cabeça não está completo. É por isso que eles estão estudando fenômenos que não são contabilizados pelo Modelo Padrão. Esta busca por uma "nova física" busca explicar o desaparecimento da antimatéria após o Big Bang e a natureza da matéria escura que, embora represente cerca de 30% do universo, só pode ser detectado por medições astronômicas neste ponto.

"Para extrair mais informações dos dados do LHC, precisamos de novas tecnologias para nosso detector LHCb, "diz Aurelio Bay, do Laboratório de Física de Altas Energias da EPFL. A EPFL se associou a vários institutos de pesquisa para desenvolver o novo equipamento que atualizará o experimento em 2020.

Usando fibra cintilante para detectar partículas

Após cinco anos de trabalho, Físicos da EPFL, juntamente com cerca de 800 pesquisadores internacionais envolvidos no projeto LHCb, acaba de dar um importante passo preliminar para melhorar significativamente seu equipamento experimental. Eles decidiram construir um novo detector - um rastreador de fibra cintilante apelidado de SciFi.

Construção do rastreador, que incorpora 10, 000 quilômetros de fibras cintilantes, cada uma com um diâmetro de 0,25 mm, já começou. Quando as partículas viajam através deles, as fibras emitirão sinais de luz que serão captados por diodos amplificadores de luz. As fibras cintilantes serão dispostas em três painéis medindo cinco por seis metros, instalado atrás de um ímã, onde as partículas saem do ponto de colisão do acelerador do LHC. As partículas passarão por várias dessas 'esteiras' de fibra e depositarão parte de sua energia ao longo do caminho, produzindo alguns fótons de luz que serão então transformados em um sinal elétrico.

Dados sobre como as partículas atravessam as fibras serão suficientes para reconstruir sua trajetória. Os físicos então usarão essas informações para restaurar seu estado físico primitivo. "O que faremos essencialmente é rastrear a jornada dessas partículas de volta ao seu ponto de partida. Isso deve nos dar algumas dicas sobre o que aconteceu 14 bilhões de anos atrás, antes que a antimatéria desaparecesse, deixando-nos com o assunto que temos hoje, "diz Bay.

Grandes fluxos de dados

SciFi é um componente chave para adquirir dados na mais alta velocidade, pois inclui filtros projetados para preservar apenas dados úteis. Em um mundo ideal, os físicos coletariam e analisariam todos os dados sem a necessidade de usar muitos filtros. Mas isso envolveria uma grande quantidade de dados.

"Podemos já estar no limite, porque é claro que temos que salvar os dados em algum lugar. Primeiro usamos o armazenamento magnético e depois distribuímos os dados no LHC GRID, que inclui máquinas na Itália, Os Países Baixos, Alemanha, Espanha, no CERN, e na França e no Reino Unido. Muitos países estão participando, e vários estudos sobre esses dados estão sendo executados simultaneamente, "acrescenta Bay. Ele aponta para a tela de seu computador:o vermelho é usado para denotar programas que não estão funcionando bem ou que tentam há vários dias ser incluídos entre as prioridades.

Bay claramente coloca esta iniciativa na perspectiva de um físico:"Se o LHC não tiver energia suficiente para descobrir uma nova física, está tudo acabado para a minha geração de físicos! Teremos que criar uma nova máquina, para a próxima geração. "