O que é um acelerador de partículas?
Um acelerador de partículas, também conhecido como esmagador de átomos ou colisor de partículas, é um dispositivo que acelera partículas subatômicas a altas velocidades e as mantém em feixes pequenos e consistentes. Os aceleradores de partículas têm muitas aplicações em uso comum e em pesquisas de física experimental e teórica. O Large Hadron Collider, o maior acelerador de partículas existente no momento de sua construção, foi projetado para colidir partículas na esperança de separá-las e descobrir a partícula teórica de Higgs-Boson. Aceleradores muito menores estão presentes na forma de tubos de raios catódicos em aparelhos de televisão simples.
Tubos de raios catódicos e geradores de raios-X, ambos usados por muitas pessoas diariamente, são exemplos de aceleradores de partículas de baixa energia. Uma televisão de tubo de raios catódicos possui um tubo de vácuo contendo uma ou mais pistolas de elétrons e os meios para desviar o feixe de elétrons. O feixe é desviado conforme necessário para uma tela fluorescente, da qual as imagens são emitidas. Os geradores de raios X aceleram e colidem grandes quantidades de raios X com um alvo de metais pesados; qualquer coisa entre o gerador e o metal aumentará o padrão dos raios X atingindo o metal. Profissionais médicos usam isso para diagnosticar problemas dentro do corpo humano.
Aceleradores de partículas de maior potência, como os capazes de desencadear reações nucleares, geralmente são usados para fins científicos. Um acelerador de partículas usado para experimentos de física geralmente acelera fluxos de partículas subatômicas em direções opostas em velocidades próximas à velocidade da luz. Eles então manipulam e colidem essas vigas; as partículas que compõem os raios se esmagam e se separam. Os físicos usam detectores especiais para analisar as partículas quebradas, procurando partículas ainda menores. Cada nova partícula descoberta pelos físicos fornece um mundo de insights sobre a natureza e a composição de toda a matéria.
Muitos coletores de partículas experimentais, especialmente o Large Hadron Collider, causaram preocupação entre alguns físicos sobre o risco desses dispositivos, não apenas para os cientistas envolvidos, mas para a Terra como um todo. Algumas teorias matemáticas mostram a possibilidade de um acelerador de partículas de alta potência causar a formação de buracos negros em miniatura. A maioria dos físicos, no entanto, concorda que esses micro buracos negros, se produzidos, apresentariam pouca ou nenhuma ameaça, pois se dissipariam na radiação inofensiva de Hawking ou cresceriam muito lentamente para apresentar qualquer tipo de perigo razoável.
Para algumas pessoas, um acelerador de partículas pode parecer uma ferramenta um tanto primitiva, que lembra as pessoas das cavernas juntando pedras para descobrir o que existe dentro. O conhecimento científico adquirido com esses dispositivos, no entanto, é imenso e provavelmente continuará sendo à medida que os aceleradores de partículas se tornarem cada vez mais poderosos. O elétron, por exemplo, foi descoberto através do uso de um tubo de raios catódicos. Alguns teorizam que a partícula de Higgs-Bóson, se descoberta, poderia fornecer a chave para uma compreensão muito maior do mundo físico como um todo.