Fim de uma era: o único colisor de partículas dos EUA é desativado, abrindo caminho para novas descobertas

Estados Unidos - Agência de Notícias Ekhbary

Fim de uma era: o único colisor de partículas dos EUA é desativado, abrindo caminho para novas descobertas

Após mais de um quarto de século de pesquisa pioneira que redefiniu nossa compreensão da matéria e do universo primordial, o Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC) do Laboratório Nacional de Brookhaven em Upton, Nova York, cessou oficialmente suas operações. Seu fechamento em 6 de fevereiro marca o fim de um capítulo extraordinário na física de partículas americana, já que o RHIC era o último colisor de partículas de seu tipo em operação nos Estados Unidos. No entanto, esta conclusão não é uma finalidade, mas sim uma transição estratégica, abrindo caminho para o ambicioso Colisor Elétron-Íon (EIC), projetado para iniciar sua própria era de descobertas em meados da década de 2030.

O RHIC, frequentemente pronunciado carinhosamente “Rick”, foi uma maravilha da engenharia e do esforço científico. Por 25 anos, seus anéis duplos aceleraram prótons e núcleos atômicos a quase a velocidade da luz, orquestrando colisões frontais que recriaram momentaneamente condições semelhantes às de logo após o Big Bang. Esses ambientes extremos permitiram que os cientistas investigassem os mistérios do estado primordial do universo. O físico Alex Jentsch capturou o sentimento agridoce que envolve o fechamento, observando que ele pedia um reconhecimento ambíguo: “Ou celebrar ou lamentar, um dos dois.” De fato, há muito a celebrar no legado do RHIC.

Uma das conquistas mais profundas do RHIC, revelada no início dos anos 2000, foi a descoberta e a subsequente caracterização detalhada do plasma de quarks e glúons (QGP). Este estado exótico da matéria, uma “sopa primordial” de quarks e glúons, existiu por apenas alguns microssegundos após o Big Bang antes de esfriar para formar prótons, nêutrons e, eventualmente, toda a matéria que observamos hoje. Os cientistas inicialmente levantaram a hipótese de que o QGP se comportaria como um gás de partículas flutuando livremente. No entanto, em uma revelação científica impressionante, os experimentos do RHIC demonstraram que o QGP era, de fato, um líquido quase perfeito, exibindo uma viscosidade incrivelmente pequena e fluindo quase sem resistência. Como o físico de Brookhaven Abhay Deshpande eloquentemente colocou: “Tem uma personalidade muito distinta… Ele gosta de fluir.” Esta propriedade inesperada alterou fundamentalmente nossa compreensão de como a matéria se comporta em condições extremas.

Além do plasma de quarks e glúons, o RHIC também avançou significativamente nosso conhecimento do próprio próton. Ao colidir prótons, a instalação caracterizou meticulosamente essas partículas subatômicas, descobrindo o mundo interior surpreendentemente dinâmico e complexo desses constituintes onipresentes da matéria. Ao contrário das representações simplistas dos prótons como esferas sólidas de carga positiva nos livros didáticos, o trabalho do RHIC, construído sobre décadas de física de partículas, reforçou a compreensão de que os prótons são sistemas complexos de quarks e glúons, constantemente efervescentes com atividade quântico-mecânica. Essas partículas fundamentais, ligadas pela força nuclear incrivelmente forte, são tipicamente inseparáveis, um conceito que o físico de Brookhaven Abhay Deshpande sublinhou ao afirmar: “As leis da natureza as proíbem de estarem sozinhas”, exceto durante a existência fugaz do plasma de quarks e glúons.

O fechamento do RHIC marca um momento significativo, pois foi o único colisor de partículas nos EUA capaz de direcionar dois feixes de partículas em colisões frontais diretas – uma capacidade que distingue os colisores de aceleradores de partículas mais simples. Seu predecessor, o Tevatron no Fermilab, foi desativado em 2011. No entanto, a comunidade científica olha para o futuro com otimismo. O próximo Colisor Elétron-Íon (EIC) foi projetado para se basear diretamente na fundação do RHIC, utilizando grande parte de sua infraestrutura existente e ocupando o mesmo túnel de 3,8 quilômetros aninhado nos pinheiros de Long Island.

O EIC promete abrir novas fronteiras na física ao colidir elétrons com prótons ou núcleos atômicos. Essa abordagem permitirá que os cientistas criem uma "imagem 3D sem precedentes do próton, realmente em toda a sua glória", conforme descrito pela física de Brookhaven Elke-Caroline Aschenauer. Os pesquisadores preveem obter percepções profundas sobre a estrutura interna do próton, potencialmente até descobrindo fenômenos elusivos como o "condensado de vidro colorido" que se pensa existir dentro dos prótons. O físico de aceleradores Wolfram Fischer ecoou o entusiasmo generalizado, afirmando: "É aí que está o futuro, e espero que seja igualmente espetacular."

Para muitos, incluindo cientistas que cresceram perto de Brookhaven e foram inspirados por seu trabalho, a transição simboliza a evolução contínua da investigação científica. O momento da "pílula vermelha" de perceber que os prótons não eram simples, mas mundos complexos de quarks e glúons, impulsiona a busca incessante por uma compreensão mais profunda. À medida que o RHIC conclui sua ilustre jornada, seu legado de descobertas alucinantes, sem dúvida, alimentará a próxima geração de físicos e a pesquisa inovadora que está prestes a surgir do Colisor Elétron-Íon, garantindo que a América permaneça na vanguarda da exploração da física fundamental.

Agência de Notícias Ekhbary