{"id":43625,"date":"2019-08-27T12:41:28","date_gmt":"2019-08-27T15:41:28","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/?p=43625"},"modified":"2019-08-27T12:41:28","modified_gmt":"2019-08-27T15:41:28","slug":"maior-acelerador-de-particulas-do-mundo-passa-por-um-upgrade-o-que-vem-por-ai","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institutodeengenharia.org.br\/site\/2019\/08\/27\/maior-acelerador-de-particulas-do-mundo-passa-por-um-upgrade-o-que-vem-por-ai\/","title":{"rendered":"Maior acelerador de part\u00edculas do mundo passa por um upgrade. O que vem por a\u00ed?"},"content":{"rendered":"
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Talvez a ci\u00eancia seja o \u00fanico idioma em que respostas n\u00e3o terminem em ponto final. Com sorte, podem vir retic\u00eancias. Mas, na maioria das vezes, o que vem em seguida \u00e9 mais ponto de interroga\u00e7\u00e3o dizendo que \u201cn\u00e3o acabou a\u00ed\u201d. \u00c9 por isso que a identifica\u00e7\u00e3o do b\u00f3son de Higgs \u2013 apelidado de \u201cpart\u00edcula de Deus\u201d e confirmado em 2013 \u2013 passa muito longe de ser o ponto final da f\u00edsica de part\u00edculas. E se o principal combust\u00edvel do LHC, o Grande Colisor de H\u00e1drons, \u00e9 a curiosidade humana, perguntas n\u00e3o faltam para uma vida longa deste grandioso empreendimento cient\u00edfico, que agora passa por uma atualiza\u00e7\u00e3o tecnol\u00f3gica.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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CMS \u2013 Foto: Maximilien Brice\/Cern<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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O\u00a0Jornal da USP<\/strong>\u00a0esteve nas instala\u00e7\u00f5es do LHC no Cern, a Organiza\u00e7\u00e3o Europeia para a Pesquisa Nuclear, na fronteira de Su\u00ed\u00e7a e Fran\u00e7a, onde mais de 10 mil cientistas continuam a procurar respostas e fazer novas perguntas. Um esfor\u00e7o de centenas de universidades e institui\u00e7\u00f5es de pesquisa ao redor do globo, a USP inclu\u00edda, para levar o ser humano a conhecer aspectos mais \u00edntimos e fundamentais da natureza. E que, de quebra, faz o conhecimento e a tecnologia avan\u00e7arem em muitas frentes. Talvez o mais famoso exemplo disso seja a cria\u00e7\u00e3o da World Wide Web (WWW) em 1989. O cientista brit\u00e2nico Tim Berners-Lee a inventou enquanto trabalhava no Cern para compartilhar informa\u00e7\u00f5es com mais efici\u00eancia entre pesquisadores de todo o mundo.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Foto: Maximilien Brice\/Cern<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Mas por ora, voltemos \u00e0 f\u00edsica. N\u00e3o que n\u00e3o houvesse motivos para a acalorada comemora\u00e7\u00e3o que se seguiu ap\u00f3s a detec\u00e7\u00e3o do b\u00f3son de Higgs. O feito do Cern, conferindo exist\u00eancia no mundo real ao que era apenas uma teoria prevista na d\u00e9cada de 1960, tem o tamanho da dificuldade que impunha: o b\u00f3son \u2013 que d\u00e1 massa \u00e0s demais part\u00edculas \u2013 s\u00f3 poderia aparecer num cen\u00e1rio de energia extraordin\u00e1ria como o Big Bang, no in\u00edcio do Universo. Ou como o das colis\u00f5es geradas no LHC, e identificado com a sensibilidade de seus detectores \u2013 por ser inst\u00e1vel, o b\u00f3son decai e vira outra coisa muito r\u00e1pido.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Mais que isso, este b\u00f3son era a \u00faltima pe\u00e7a que faltava ser detectada experimentalmente do chamado Modelo Padr\u00e3o \u2013 o mais avan\u00e7ado at\u00e9 hoje a explicar a estrutura e as intera\u00e7\u00f5es da mat\u00e9ria. \u201cEstruturas fundamentais que encontramos em qualquer lugar do Universo s\u00e3o explicadas por este corpo de conhecimento com uma precis\u00e3o que at\u00e9 nos surpreende\u201d, diz a f\u00edsica Marisilvia Donadelli, pesquisadora do Instituto de F\u00edsica (IF) da USP atuando no experimento Atlas, do LHC. Ainda assim, nem tudo \u00e9 elucidado por ele.<\/p>\n

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Identifica\u00e7\u00e3o do B\u00f3son de Higgs, feita pelo experimento Atlas \u2013 Foto: Atlas Collaboration\/Cern<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Quando os cientistas fazem medidas de energia e da intera\u00e7\u00e3o entre as part\u00edculas ap\u00f3s as colis\u00f5es num acelerador como o LHC, podem n\u00e3o s\u00f3 verificar e refinar as previs\u00f5es do Modelo Padr\u00e3o, como tamb\u00e9m ir al\u00e9m dele. Antes de conhecer em detalhes as perguntas ainda em aberto, e cujas respostas s\u00e3o perseguidas com a ajuda do LHC, vamos ver do que o modelo j\u00e1 d\u00e1 conta.<\/p>\n

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Modelo Padr\u00e3o<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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O Modelo Padr\u00e3o explica aspectos variados da f\u00edsica presente no nosso cotidiano. Ele inclui as for\u00e7as eletromagn\u00e9ticas que a tornam uma parede s\u00f3lida o bastante para que n\u00e3o possamos atravess\u00e1-la. Tamb\u00e9m tem lugar para as for\u00e7as nucleares, que formam elementos pesados como o a\u00e7o a partir da fus\u00e3o nas grandes usinas das estrelas, como o Sol. E d\u00e1 conta de tanto de ondas eletromagn\u00e9ticas, como as de r\u00e1dio, que tornam nossas telecomunica\u00e7\u00f5es poss\u00edveis, como dos raios gama, que podem causar graves danos em nosso DNA. N\u00e3o \u00e0 toa, f\u00edsicos que formularam os principais pontos deste modelo levaram o Nobel em 1984, 1988, 1990, 1999, 2004, 2008 e em 2013 \u2013 este \u00faltimo para Peter Higgs e Fran\u00e7ois Englert, por seus trabalhos te\u00f3ricos que previram o b\u00f3son mais tarde encontrado no LHC.<\/p>\n

\"Perspectiva
O f\u00edsico Peter Higgs \u2013 Foto: Claudia Marcelloni<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cQualquer dispositivo que temos hoje, como um chip, s\u00f3 pode ser feito porque compreendemos muito bem o comportamento de um el\u00e9tron, que est\u00e1 no Modelo Padr\u00e3o. O el\u00e9tron foi estabelecido, do ponto de vista te\u00f3rico, quase cem anos antes de podermos medi-lo\u201d, exemplifica Marisilvia Donadelli, ressaltando que todo esse conhecimento \u00e9 produto da nossa civiliza\u00e7\u00e3o e \u201cvem num crescente, n\u00e3o necessariamente cumulativo, mas que tem a contribui\u00e7\u00e3o de v\u00e1rias pessoas\u201d.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Aparentemente simples, a tabela a seguir nos diz que tudo no Universo \u00e9 formado pela seguintes part\u00edculas: 6 tipos de quarks, 6 l\u00e9ptons, 4 tipos de b\u00f3sons, que s\u00e3o part\u00edculas mediadoras, mais o b\u00f3son de Higgs. Vamos conhec\u00ea-las mais de perto.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Modelo Padr\u00e3o \u2013 Infografia: Beatriz Abdalla\/Jornal da USP<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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F\u00e9rmions<\/strong>\u00a0s\u00e3o as part\u00edculas que constituem a mat\u00e9ria. Pr\u00f3tons, n\u00eautrons (e as part\u00edculas ainda menores que os constituem, os quarks), el\u00e9trons e neutrinos s\u00e3o f\u00e9rmions.<\/p>\n

J\u00e1 os\u00a0b\u00f3sons<\/strong>\u00a0s\u00e3o part\u00edculas mediadoras, que transmitem as for\u00e7as (e massa, no caso de Higgs) \u00e0s demais. Apesar de chamadas de part\u00edculas, est\u00e3o mais para campos ao longo dos quais os f\u00e9rmions se deslocam e com os quais interagem. \u201cOs b\u00f3sons fazem a media\u00e7\u00e3o das intera\u00e7\u00f5es. No caso da massa, existe um campo que permeia o Universo e que \u00e9 respons\u00e1vel pelo fato de diferentes part\u00edculas fundamentais terem massas diferentes. Os b\u00f3sons de Higgs s\u00e3o a manifesta\u00e7\u00e3o desse campo\u201d, explica Marisilvia.<\/p>\n

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Infografia: Beatriz Abdalla\/Jornal da USP, baseada na publica\u00e7\u00e3o de Symmetry Magazine<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Tamb\u00e9m os f\u00f3tons s\u00e3o b\u00f3sons: eles s\u00e3o a manifesta\u00e7\u00e3o do campo eletromagn\u00e9tico interagindo com el\u00e9trons. \u201cPela teoria qu\u00e2ntica de campos, em que o Modelo Padr\u00e3o \u00e9 baseado, sempre deve haver uma part\u00edcula respons\u00e1vel por uma for\u00e7a. O f\u00f3ton \u00e9 quem intermedia a for\u00e7a el\u00e9trica entre duas part\u00edculas. Por essa teoria, dois el\u00e9trons que se repelem est\u00e3o trocando f\u00f3tons. Um el\u00e9tron \u2018joga\u2019 um f\u00f3ton para o outro e \u00e9 por isso que eles se afastam. Como dois patinadores: se um est\u00e1 com uma bola pesada de boliche, no momento que a joga para outro, \u00e9 empurrado para tr\u00e1s. E o que pega a bola tamb\u00e9m \u00e9 empurrado para tr\u00e1s\u201d, ilustra Marcelo Munhoz, professor do Instituto de F\u00edsica (IF) que coordena a atua\u00e7\u00e3o da equipe da USP no experimento Alice, do LHC.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Em amarelo est\u00e3o representados os gl\u00faons, part\u00edculas portadoras da for\u00e7a forte, atuando entre os quarks para mant\u00ea-los unidos dentro pr\u00f3ton e do n\u00eautron \u2013 Ilustra\u00e7\u00e3o: Beatriz Abdalla\/Jornal da USP<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Outro tipo de b\u00f3son \u00e9 o gl\u00faon. Ele \u00e9 portador da for\u00e7a que mant\u00e9m quarks dentro dos pr\u00f3tons e dos n\u00eautrons; e os pr\u00f3tons e os n\u00eautrons dentro do n\u00facleo do \u00e1tomo. Se n\u00e3o houvesse gl\u00faons, a for\u00e7a de repuls\u00e3o entre os pr\u00f3tons (que t\u00eam carga positiva) impediria que eles ficassem juntos no n\u00facleo. \u201cO gl\u00faon \u00e9 quem intermedia o que a gente chama de for\u00e7a forte entre os quarks. Gl\u00faons mant\u00eam quarks grudados dentro do pr\u00f3ton e do n\u00eautron, e pr\u00f3tons e n\u00eautrons grudados dentro do n\u00facleo\u201d, resume Marcelo Munhoz.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Ao todo, s\u00e3o 17 part\u00edculas e suas antipart\u00edculas, de quem diferem apenas pela carga el\u00e9trica de mesmo valor, por\u00e9m oposta. Cada uma delas com suas caracter\u00edsticas bem determinadas \u2013 como carga el\u00e9trica, massa e um n\u00famero chamado\u00a0spin<\/em>\u00a0(algo como a dire\u00e7\u00e3o da rota\u00e7\u00e3o) \u2013 e que fazem os cientistas saber que est\u00e3o lidando com uma e n\u00e3o com outra quando as encontra.<\/p>\n

Com dispositivos adequados e em certas condi\u00e7\u00f5es, podemos encontrar isoladas algumas destas part\u00edculas, como el\u00e9trons, pr\u00f3tons e at\u00e9 mesmo neutrinos, que interagem bem pouco com a mat\u00e9ria, sendo por isso extremamente dif\u00edceis de detectar. Outras dessas part\u00edculas, como quarks e gl\u00faons, nos dia de hoje, bem depois do Big Bang, existem apenas confinadas. S\u00f3 mesmo com muita energia, e part\u00edculas sendo atiradas umas contra as outras a velocidades inimagin\u00e1veis, \u00e9 poss\u00edvel tir\u00e1-las do seu confinado sossego, identific\u00e1-las e medir suas propriedades.<\/p>\n

Essas eram a condi\u00e7\u00f5es nos prim\u00f3rdios do Universo, logo ap\u00f3s o Big Bang, E s\u00e3o tamb\u00e9m as condi\u00e7\u00f5es que os pesquisadores tentam reproduzir no LHC.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Gr\u00e1fico mostra como a mat\u00e9ria se configurava nos primeiros instantes do Universo, logo ap\u00f3s o Big Bang. Observe que somente logo no in\u00edcio (at\u00e9\u00a010-4\u00a0ou 0,0001 segundo, na parte em amarelo mais escuro) era poss\u00edvel encontrar\u00a0 quarks e gl\u00faons soltos, fora de pr\u00f3tons e n\u00eautrons \u2013 Infografia: Beatriz Abdalla\/Jornal da USP<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Relembrando, pela Teoria do Big Bang, em sua origem, toda a energia do Universo estava concentrada em um \u00fanico ponto. Quando esse ponto \u201cexplodiu\u201d e o Universo come\u00e7ou a se formar e expandir, n\u00e3o existiam pr\u00f3tons e n\u00eautrons \u201cmontados\u201d, porque era tudo muito denso, com muita energia. Havia uma esp\u00e9cie de sopa, que hoje os cientistas chamam de plasma de quarks (os constituintes de pr\u00f3tons e n\u00eautrons) e gl\u00faons (as part\u00edculas mediadoras que juntam os quarks). \u201cSe formamos esse plasma em laborat\u00f3rio, \u00e9 poss\u00edvel estudar suas propriedades. Podemos entender a evolu\u00e7\u00e3o do Universo, verificando se essas propriedades medidas no laborat\u00f3rio s\u00e3o compat\u00edveis com o Universo se expandindo, por exemplo\u201d, diz Marcelo Munhoz, ao abordar os objetivos do experimento Alice, do LHC, em que atua.<\/p>\n

No que diz respeito ao Modelo Padr\u00e3o, tudo isso explica por que, para verific\u00e1-lo experimentalmente, \u00e9 preciso um acelerador t\u00e3o extenso e com a capacidade de gerar tanta energia como o LHC. Mas o Grande Colisor de H\u00e1drons busca ir al\u00e9m.<\/p>\n

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O que falta saber e como chegar l\u00e1<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Se o Modelo Padr\u00e3o \u00e9 o que temos de melhor at\u00e9 agora para explicar a mat\u00e9ria, energia e for\u00e7as que atuam no Universo, ele ainda n\u00e3o esclarece tudo, afirma Marisilvia Donadelli. \u201cPor exemplo, a gravidade n\u00e3o \u00e9 explicada dentro do Modelo Padr\u00e3o.\u201d<\/p>\n

O Modelo Padr\u00e3o tamb\u00e9m prev\u00ea que a mat\u00e9ria e algo chamado antimat\u00e9ria (formada daquelas antipart\u00edculas que mencionamos) deveriam ter sido criadas em quantidades praticamente iguais. \u201cMas sabemos que existe muito mais mat\u00e9ria que antimat\u00e9ria hoje no Universo. E que bom, pois uma anula a outra. Se houvesse a mesma quantidade, nem estar\u00edamos aqui\u201d, brinca Marisilvia, ao incluir a assimetria de mat\u00e9ria-antimat\u00e9ria na lista de problemas n\u00e3o resolvidos pelo modelo. Um enigma que tem at\u00e9 um experimento do Cern dedicado a desvend\u00e1-lo, que \u00e9 o LHCb.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\"Marisilvia
Marisilvia Donadelli \u00e9 pesquisadora da USP e atua no experimento Atlas, do LHC \u2013 Foto: Marcos Santos\/USP Imagens<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Juntam-se a esses desafios ideias que ultrapassam o Modelo Padr\u00e3o, como a teoria de supersimetria, considerada \u201celegante\u201d e bastante promissora, mas que n\u00e3o foi contemplada com nenhuma medi\u00e7\u00e3o experimental at\u00e9 hoje, embora experimentos como o Atlas estejam tamb\u00e9m atr\u00e1s disso. \u201cQuando o Atlas foi iniciado, existia uma grande promessa de que a supersimetria, uma teoria de nova f\u00edsica, na linha do modelo padr\u00e3o, estaria ali. Estamos coletando dados desde 2009, mas em tudo que foi medido ainda n\u00e3o foi encontrado nada de supersimetria\u201d, diz Marisilvia.<\/p>\n

Outros pontos n\u00e3o contemplados no modelo a serem investigados s\u00e3o a mat\u00e9ria escura e a energia escura. Ambas se fazem conhecer somente pelos seus efeitos. A mat\u00e9ria escura deve existir porque s\u00f3 a massa da mat\u00e9ria vis\u00edvel n\u00e3o seria suficiente para manter as gal\u00e1xias unidas como s\u00e3o. J\u00e1 a energia escura deve ser a causa da expans\u00e3o acelerada do Universo, um fen\u00f4meno constatado, mas n\u00e3o explicado. O Big Bang explica a expans\u00e3o \u2013 mas se n\u00e3o houvesse nenhuma energia atuando, essa expans\u00e3o estaria se desacelerando, por uma quest\u00e3o de in\u00e9rcia. E, por enquanto, o nosso conhecimento sobre essa \u201cf\u00edsica escura\u201d para por a\u00ed.<\/p>\n

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O Cern<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Imagine a seguinte cena, quando a pedra fundamental do Grande Colisor de H\u00e1drons foi proposta: um grupo de cientistas se dirige a um comit\u00ea com membros de governos e ag\u00eancias de fomento para pedir recursos \u2013 algo que, em tese, cientistas est\u00e3o acostumados a fazer. E diz: \u201cQueremos construir uma m\u00e1quina que vai revelar os mist\u00e9rios do Universo, suas estruturas fundamentais\u201d. A\u00ed eles falam sobre isso, fazem sua apresenta\u00e7\u00e3o, deixam todo mundo empolgado, \u201cafinal \u00e9 muito bacana falar daquilo que \u00e9 fundamental na natureza\u201d, diz Marisilvia Donadelli. O di\u00e1logo prossegue, mais ou menos assim:<\/p>\n

\u2013 Mas e a\u00ed, qual vai ser o tamanho desse aparato?, perguntam membros do comit\u00ea.
\n\u2013 Tem que ter pelo menos 8 km de di\u00e2metro, 27 km de extens\u00e3o e ficar a 100 metros abaixo do solo.
\n\u2013 Quanto vai custar?
\n\u2013 Uns 9 bilh\u00f5es de d\u00f3lares.
\n\u2013 E quanto tempo vai levar para construir isso?
\n\u2013 De 20 a 30 anos.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u201cVoc\u00ea concorda que isso \u00e9 para desanimar qualquer comit\u00ea, n\u00e3o \u00e9?\u201d, diz Marisilvia. \u201cEles devem ter pensado: \u2018Voc\u00eas s\u00f3 podem estar malucos. De 20 a 30 anos, 9 bilh\u00f5es, a economia oscilando no mundo todo\u2026\u2019\u201d Mas o fato \u00e9 que os cientistas conseguiram convenc\u00ea-los e dar in\u00edcio ao esfor\u00e7o que, na \u00e9poca, incluiu um grupo de 200 universidades e institui\u00e7\u00f5es de pesquisa ao redor do mundo. \u201cO que tamb\u00e9m pode ser um fator limitante, afinal governos e suas orienta\u00e7\u00f5es mudam o tempo todo\u2026 Mas \u00e9 s\u00f3 assim que podemos trabalhar nessa \u00e1rea, para construir um projeto desse porte, colocar isso numa caverna embaixo da Terra, \u00e9 uma obra de engenharia que demanda uma quantidade de pessoas e de tecnologia absurda\u201d, explica Marisilvia.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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O impacto do Cern em outras \u00e1reas do conhecimento vai al\u00e9m a cria\u00e7\u00e3o do protocolo WWW, que se iniciou com necessidade de fazer troca de dados por uma intranet no laborat\u00f3rio. O Cern tem a tradi\u00e7\u00e3o de disseminar o conhecimento mas tamb\u00e9m de compartilhar a tecnologia. Hoje h\u00e1 mais de 30 mil aceleradores de part\u00edculas no mundo, de variados portes, e grande parte de f\u00edsicos, t\u00e9cnicos e engenheiros tiveram forma\u00e7\u00e3o no Cern. \u201cTem um valor agregado que \u00e9 at\u00e9 dif\u00edcil de mensurar\u201d, diz Marisilvia Donadelli.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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RELATO<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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LHC: a aventura do conhecimento 100 metros abaixo da terra<\/a><\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n
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A jornalista Luiza Caires conta como foi parar nos t\u00faneis do Cern e o que encontrou por l\u00e1.<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Uma estrutura que impressiona<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Num grande anel de aproximadamente 27 km de extens\u00e3o, que fica num t\u00fanel de 100 m de profundidade, foram colocados grandes detectores em quatro pontos estrat\u00e9gicos. \u201cOs feixes de part\u00edculas entram pelas extremidades dos canos e v\u00e3o interagir nessa regi\u00e3o que denominamos ponto de intera\u00e7\u00e3o. Ent\u00e3o cada detector trabalha em um aspecto espec\u00edfico\u201d, explica Marisilvia Donadelli.<\/p>\n

Sete experimentos no LHC usam detectores para analisar todo tipo de part\u00edculas produzidas pelas colis\u00f5es no acelerador. Esses experimentos s\u00e3o realizados por colabora\u00e7\u00f5es de cientistas de institutos de todo o mundo. Cada experimento \u00e9 distinto e caracterizado por seus detectores.<\/p>\n

Os maiores experimentos s\u00e3o o Atlas e o CMS, que usam detectores de uso geral para investigar uma grande variedade de perguntas da f\u00edsica. Os dois detectores foram projetados de forma independente para que se possa cruzar dados e confirmar novas descobertas que surgirem.<\/p>\n

J\u00e1 o Alice e o LHCb possuem detectores especializados para focar em fen\u00f4menos espec\u00edficos. Esses quatro detectores ficam no subterr\u00e2neo em enormes cavernas no anel do LHC.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Experimento Atlas, do LHC \u2013 Foto: Maximilien Brice\/CERN<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Com 46 m de comprimento, 25 m de altura e 25 m de largura, e 7000 toneladas, o experimento Atlas investiga uma ampla gama de f\u00edsica, desde o b\u00f3son de Higgs, part\u00edcula que teve exist\u00eancia confirmada em 2013, at\u00e9 dimens\u00f5es extras e part\u00edculas que poderiam compor a mat\u00e9ria escura.<\/p>\n

As intera\u00e7\u00f5es nos detectores Atlas criam um enorme fluxo de dados. Para processar os dados, o Atlas usa um sistema avan\u00e7ado de \u201cgatilho\u201d para informar ao detector quais eventos gravar e quais ignorar. Sistemas complexos de aquisi\u00e7\u00e3o de dados e computa\u00e7\u00e3o s\u00e3o usados para analisar os eventos de colis\u00e3o registrados.<\/p>\n

O grupo do Instituto de F\u00edsica da USP trabalha em duas frentes no Atlas: na an\u00e1lise de dados e na instrumenta\u00e7\u00e3o. Na lideran\u00e7a deste grupo, o professor Marco Leite d\u00e1 mais detalhes. \u201cA parte de instrumenta\u00e7\u00e3o envolve um dos subsistemas do Atlas que \u00e9 um dispositivo para medida de energia chamado calor\u00edmetro. Nesse calor\u00edmetro de arg\u00f4nio l\u00edquido, estamos trabalhando na atualiza\u00e7\u00e3o do sistema de sele\u00e7\u00e3o de eventos. Isso envolve uma nova eletr\u00f4nica, e parte do nosso trabalho \u00e9 desenvolver m\u00e9todos para o processamento do sinal dessa eletr\u00f4nica e a valida\u00e7\u00e3o de dispositivos para uma situa\u00e7\u00e3o de alta dose de radia\u00e7\u00e3o [como \u00e9 o caso no LHC]\u201d.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Experimento Alice, do LHC \u2013 Foto: Mona Schweizer\/CERN<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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O Alice (A Large Ion Collider Experiment) \u00e9 um detector de \u00edons pesados. Ele foi projetado para estudar a f\u00edsica da mat\u00e9ria que interage fortemente em densidades de energia extremas, onde uma fase de mat\u00e9ria chamada plasma de quarks-gl\u00faons se forma.<\/p>\n

Os pr\u00f3tons e n\u00eautrons s\u00e3o feitos de quarks ligados por outras part\u00edculas intermediadoras chamadas gl\u00faons. O quark nunca \u00e9 observado isoladamente: assim como os gl\u00faons, eles parecem estar permanentemente unidos e confinados dentro de part\u00edculas compostas. Isso \u00e9 conhecido como confinamento.<\/p>\n

\u201cO experimento Alice foi concebido com o objetivo principal de estudar colis\u00f5es entre n\u00facleos pesados, de chumbo, com o prop\u00f3sito de estudar esse novo estado da mat\u00e9ria chamado plasma de quarks e gl\u00faons. Os quarks sempre s\u00e3o observados confinados em pr\u00f3tons e n\u00eautrons. A ideia de colidir n\u00facleos pesados \u00e9 que, com muita energia, \u00e9 formado um sistema em que os quarks n\u00e3o est\u00e3o mais confinados. \u00c9 como se form\u00e1ssemos uma sopa desses quarks e gl\u00faons\u201d, explica Marcelo Munhoz, que lidera o grupo do Instituto de F\u00edsica da USP atuando no Alice.<\/p>\n

E para que estudar esse estado? Entre outras coisas, para conhecer a hist\u00f3ria do nosso Universo. \u201cSegundo a Teoria do Big Bang, em um momento da evolu\u00e7\u00e3o do Universo, quando toda a mat\u00e9ria e energia dele estavam concentradas em um volume muito pequeno, n\u00e3o t\u00ednhamos as part\u00edculas organizadas como hoje, e sim esse plasma de quarks e gl\u00faons. Ent\u00e3o entender este plasma permite tamb\u00e9m que a gente compreenda a origem e a evolu\u00e7\u00e3o do Universo\u201d, explica Marcelo Munhoz.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Foto: Reprodu\u00e7\u00e3o\/BNL<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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O projeto mais recente em que o grupo do IF, em parceria com a Escola Polit\u00e9cnica (Poli) da USP, se envolveu foi o desenvolvimento de uma nova eletr\u00f4nica para um dos detectores do Alice. \u201cO detector [\u2026] \u00e9 um cilindro cheio de g\u00e1s que permite medir a trajet\u00f3ria das part\u00edculas formadas nas colis\u00f5es. Por conta do\u00a0upgrade<\/i>\u00a0do LHC, esse detector n\u00e3o seria capaz de medir a quantidade muito maior de colis\u00f5es que ser\u00e1 gerada, ent\u00e3o ele sofreu v\u00e1rias modifica\u00e7\u00f5es, entre elas a eletr\u00f4nica. Para isso,\u00a0em parceria com a Poli, foi criado um chip<\/a><\/strong>\u00a0que permite coletar uma taxa muito maior de dados\u201d.<\/p>\n

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Brasil no Cern<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Yara Coutinho e Mariana Soeiro \u2013 Foto: Luiza Caires<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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N\u00e3o \u00e9 s\u00f3 a USP que tem pesquisadores atuando no Cern, mas um total de 15 universidades e institui\u00e7\u00f5es brasileiras, entre as quais Universidade Estadual Paulista (Unesp), Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Universidade Estadual do Rio de Janeiro (UERJ), Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e Universidade Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar).<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Yara Coutinho, professora da UFRJ, diz que v\u00ea com naturalidade fazer parte do Cern. \u201cN\u00e3o \u00e9 nada que me deixe envaidecida, muito pelo contr\u00e1rio, porque o trabalho \u00e9 muito duro, e somos lembrados disso todos os dias. Tem que ter bastante certeza do que se est\u00e1 fazendo e, antes de tudo, prestando um bom trabalho para o grupo\u201d, diz ela, que atua no experimento Atlas.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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A professora tamb\u00e9m aproveita a estrutura do Cern para orientar estudantes que d\u00e3o seus primeiros passos na pesquisa. \u201c\u00c9 importante trazer alunos para trabalhar conosco, abrir o caminho, porque na verdade eles s\u00e3o o futuro. Que eles vejam n\u00e3o s\u00f3 os frutos que colhemos depois, mas tamb\u00e9m conhe\u00e7am as dificuldades e saibam como buscar solu\u00e7\u00f5es por si mesmos. E faz\u00ea-los se tornarem independentes, porque aqui \u00e9 exigido o m\u00e1ximo.\u201d<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Sandro Souza \u2013 Foto: Luiza Caires<\/figcaption><\/figure>\n

Orientada por Yara Coutinho, a pesquisadora Mariana Soeiro tamb\u00e9m conhecia as instala\u00e7\u00f5es do LHC durante a visita do\u00a0Jornal da USP<\/strong>. \u201c\u00c9 minha primeira vez no Cern e sinto que o ritmo aqui \u00e9 muito acelerado. Para acompanhar todas as an\u00e1lises a gente tem que estar muito atento\u201d, disse ela, que se prepara para ingressar no doutorado.<\/p>\n

Sandro de Souza, professor da UERJ que atua no LHC desde o doutorado, tamb\u00e9m lidera um projeto no detector CMS em que busca envolver seus estudantes, e tamb\u00e9m alunos de ensino m\u00e9dio, com a\u00e7\u00f5es de divulga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica. \u201cEm longo prazo queremos aumentar a participa\u00e7\u00e3o do Brasil aqui. Para a Universidade, \u00e9 interessante colocar alunos de diferentes n\u00edveis junto com os pesquisadores trabalhando em assuntos de ponta.\u201d<\/p>\n

Saiba mais sobre a\u00e7\u00f5es de divulga\u00e7\u00e3o cient\u00edfica do Cern para o ensino m\u00e9dio:<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Alunos de ensino m\u00e9dio viram f\u00edsicos de part\u00edculas por um dia na USP<\/a><\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Na\u00a0masterclass<\/i>, alunos-cientistas analisam dados reais que v\u00eam do acelerador LHC e participam de videoconfer\u00eancia com pesquisadores da Su\u00ed\u00e7a<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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\"Foto:
Luiz Mundim, professor da UERJ \u2013 Foto: Luiza Caires\/Jornal da USP<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Luiz Mundim, professor da UERJ e pesquisador do Cern no experimento CMS, ressalta a colabora\u00e7\u00e3o, tanto de brasileiros entre si, como com outros grupos. \u201cA gente brinca \u00e0s vezes que somos concorrentes, mas na verdade passou aquela \u00e9poca em que havia muita competi\u00e7\u00e3o porque todos queriam ser os primeiros a publicar algo. H\u00e1 um acordo entre os grandes experimentos. S\u00e3o grupos trabalhando de maneira independente, s\u00e3o detectores com caracter\u00edsticas muito diferentes, mas quando coincide de estarem estudando o mesmo tipo de an\u00e1lise com um resultado que realmente \u00e9 um avan\u00e7o cient\u00edfico, isso acaba sendo publicado em conjunto, como aconteceu no caso do b\u00f3son de Higgs\u201d, conta. Mais de 40 cientistas brasileiros constam como coautores do trabalho que confirmou a exist\u00eancia do b\u00f3son de Higgs.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Foto: Maximilien Brice\/Cern<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n
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Pa\u00eds-membro<\/h2>\n<\/div>\n<\/div>\n
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O Brasil n\u00e3o \u00e9 um Estado-membro da organiza\u00e7\u00e3o, mas tem um acordo de colabora\u00e7\u00e3o com o Cern desde 2006, que prev\u00ea a participa\u00e7\u00e3o dos pesquisadores brasileiros nos experimentos e uma contribui\u00e7\u00e3o anual do Pa\u00eds para os custos das instala\u00e7\u00f5es. Marcelo Munhoz acha que o Brasil teria muito a ganhar, n\u00e3o s\u00f3 em termos de pesquisa cient\u00edfica, como em tecnologia, caso nos torn\u00e1ssemos membro do Cern.<\/p>\n

\"Marcelo
Marcelo Gameiro Munhoz \u00e9 professor do Instituto de F\u00edsica da USP e l\u00edder da equipe atuante no experimento Alice, do LHC \u2013 Foto: Cec\u00edlia Bastos\/USP Imagens<\/figcaption><\/figure>\n

\u201cA ideia \u00e9 que o Pa\u00eds\u00a0contribua com um montante de recursos anualmente para a manuten\u00e7\u00e3o do Cern e, como contrapartida, o Cern se compromete a comprar produtos e servi\u00e7os brasileiros, e assim as ind\u00fastrias e empresas brasileiras podem participar dos editais do Cern.\u201d Ele explica que \u201ccomo uma institui\u00e7\u00e3o dedicada \u00e0 pesquisa de ponta, a demanda do Cern \u00e9 por tecnologia muito avan\u00e7ada\u201d, e ent\u00e3o qualquer demanda do Cern teria um potencial de levar a melhorias e avan\u00e7os das nossas ind\u00fastrias.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Marco Leite \u2013 Foto: Luiza Caires<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Marco Leite complementa dizendo que o Cern abriga ainda outros experimentos que compartilham dos mesmos desafios tecnol\u00f3gicos do LHC, o que faz da Organiza\u00e7\u00e3o uma importante consumidora de produtos industriais e servi\u00e7os. \u201cO caso do Sirius no Brasil, com um grau de nacionaliza\u00e7\u00e3o muito alto, mostra que a ind\u00fastria nacional pode e quer ser desafiada com encomendas de alt\u00edssima exig\u00eancia tecnol\u00f3gica e de qualidade\u201d, diz. Al\u00e9m disso, elas se tornam n\u00e3o apenas fornecedoras, mas participantes do processo de pesquisa e desenvolvimento, o que para elas abre oportunidades al\u00e9m do Cern.<\/p>\n

Veja mais detalhes sobre o que o Pa\u00eds poderia ganhar com este ingresso:<\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n

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Cientistas refor\u00e7am ao MCTIC vantagens de o Brasil virar Estado-membro Cern<\/a><\/h4>\n<\/div>\n<\/div>\n
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Benef\u00edcios da associa\u00e7\u00e3o \u00e0 Organiza\u00e7\u00e3o Europeia para a Pesquisa Nuclear v\u00e3o al\u00e9m da ci\u00eancia, com alto potencial econ\u00f4mico e tecnol\u00f3gico para a ind\u00fastria<\/p>\n

Por\u00a0Luiza Caires<\/strong>, Editora de Ci\u00eancias<\/em>
\nArte:<\/strong>\u00a0Beatriz Abdalla<\/em>
\nFonte Jornal da USP<\/strong><\/a><\/em><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/section>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Talvez a ci\u00eancia seja o \u00fanico idioma em que respostas n\u00e3o terminem em ponto final. Com sorte, podem vir retic\u00eancias. Mas, na maioria das vezes, o que vem em seguida \u00e9 mais ponto de interroga\u00e7\u00e3o dizendo que \u201cn\u00e3o acabou a\u00ed\u201d. \u00c9 por isso que a identifica\u00e7\u00e3o do b\u00f3son de Higgs \u2013 apelidado de \u201cpart\u00edcula de […]<\/p>\n","protected":false},"author":13,"featured_media":43626,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[35],"tags":[201],"class_list":{"0":"post-43625","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-pesquisa-e-desenvolvimento","8":"tag-destaque-topo"},"yoast_head":"\nMaior acelerador de part\u00edculas do mundo passa por um upgrade. 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