CERN: Acelerador de Partículas e Pesquisas Nucleares na Suíça

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O CERN, localizado na Suíça, é um local incrível onde são feitas as pesquisas importantíssimas sobre Física Quântica. O Paulo é engenheiro e sempre procurou acompanhar as novidades envolvendo o acelerador de partículas e a busca incessante deste grupo de cientistas para entender a origem do universo. Depois de pesquisas na internet, descobrimos que o CERN é uma entidade que recebe os visitantes de braços abertos e disponibiliza exposições e tours gratuitos. Nós visitamos o CERN e fizemos um disputado tour para conhecer melhor suas instalações. Neste post, compartilhamos nossa experiência nesse local inovador e onde o trabalho em equipe entre cientistas de diversos países faz toda a diferença.

O QUE É O CERN

O CERN nasceu em 1954 com o nome de Conselho Europeu de Pesquisas Nucleares (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, em francês). Embora tenha mudado seu nome para Organização Europeia para Pesquisas Nucleares, a sigla CERN ficou tão conhecida que até hoje é assim que o local é chamado. Formado por 22 países (Israel é o único membro não europeu), o CERN está localizado na cidade suíça de Meyrin (coladinha com Genebra), na divisa com a França. O CERN é responsável por diversos experimentos que foram construídos através de colaborações internacionais.

O complexo do CERN

A principal função do CERN é fornecer os aceleradores de partículas e outras infra-estruturas necessárias para a investigação de partículas sub-atômicas que explicam como o universo é formado. O complexo que abriga o CERN hospeda uma grande área de computação, que é usada principalmente para armazenar e analisar dados de experimentos, bem como simular eventos. Os pesquisadores precisam de acesso remoto a essas instalações, de modo que o laboratório tem sido historicamente um grande centro de rede de área ampla. O CERN é também o berço da World Wide Web, a internet.

O CERN E O ACELERADOR DE PARTÍCULAS

No CERN fica o “Large Hadron Collider” (LHC), que significa Grande Colisor de Partículas, o maior e mais poderoso do mundo. Ele é capaz de acelerar partículas até 99.99% da velocidade da luz, e é considerado a instalação experimental mais complexa já construída e a maior máquina no planeta. Ele foi construído, entre 1998 e 2008, com a colaboração de mais de 10 mil cientistas e engenheiros de mais de 100 países diferentes, com o apoio de centenas de universidades e laboratórios.

O imenso globo que abriga exposições do CERN

O LHC acelera as partículas em um túnel de 27 km de circunferência que fica parte na Suíça, parte na França. O objetivo do LHC é permitir que os físicos testem as previsões de diferentes teorias da física de partículas, incluindo a medição das propriedades do Bóson de Higgs (também conhecido como “Partícula de Deus”) e a busca pela grande família de novas partículas preditas pela Teoria da Supersimetria, assim como outras questões ainda não resolvidas ou provadas pela física como a Teoria dos Multiversos. Ele foi colocado em operação para pesquisa em 2008, e em 2010, os primeiros estudos foram oficialmente finalizados. As colisões de teste reiniciaram no colisor atualizado em 2015. Durante o tour que fizemos pelo CERN, nosso guia nos disse que está sendo projetado um túnel ainda maior, de nada menos que 100 km de circunferência, que tem planos para entrar em operação em 2019.

Escultura que fica próxima ao Globo é repleta de fórmulas e tabelas referentes à Física Quântica
O Modelo Padrão da Física Quântica também está presente na escultura

Atualmente, há 4 experimentos em andamento no CERN:

ATLAS Um dos dois detectores de uso geral. ATLAS será usado para procurar sinais de nova física, incluindo as origens de massa e dimensões extras.
CMS O outro detector de propósito geral vai, como ATLAS, “caçar” o bóson de Higgs e procurar pistas sobre a natureza da matéria escura.
ALICE ALICE está estudando uma forma “fluida” de matéria chamada plasma de quark-gluon que existia pouco depois do Big Bang.
LHCb Quantidades iguais de matéria e antimatéria foram criadas no Big Bang. O LHCb tenta investigar o que aconteceu com a antimatéria “desaparecida”.

O QUE VISITAR NO CERN

Colocamos os principais locais mencionados neste post no mapa interativo abaixo para ajudar você a se localizar melhor. Em preto estão pontos de interesse como o aeroporto, ponto de tram/ônibus e Centro de Visitantes; em laranja estão os 4 experimentos que mencionamos anteriormente; em roxo as duas exposições que podem ser visitadas gratuitamente e sem reserva (Microcosm e Universe of Particles); em verde estão locais visitados durante o tour guiado; e em vermelho, locais para comer.

EXPOSIÇÕES

1. Universe of Particles (Universo de Partículas)

A Universe of Particles está localizada dentro do Globe of Science and Innovation (Globo da Ciência e Inovação), uma grande estrutura de 27 metros de altura e 40 metros de diâmetro (praticamente o tamanho do duomo da Basílica de São Pedro no Vaticano). No piso térreo do Globo, a exposição “Universo de Partículas” leva o visitante em uma jornada profunda no mundo das partículas, as leis que governam o seu comportamento e de volta para as origens do universo, o Big Bang. O objetivo da exposição é que os visitantes possam confrontar as grandes questões da física contemporânea, atualmente sendo exploradas pelo CERN através do LHC e outros aceleradores.

  • Horários: segunda a sábado de 10h às 17h / fechado aos domingos
  • Filme: A cada 30 minutos é exibido um filme de 6 minutos sobre física no CERN.
    • Em inglês: 10h15, 11h15, 12h15, 13h15, 14h15, 15h15, 16h15
    • Em francês: 10h45, 11h45, 12h45, 13h45, 14h45 , 15h45, 16h45
O Globo gigante onde fica a exposição “Universo de Partículas”
Entrada da exposição Universo de Partículas
De onde nós viemos?
Exposição Universo de Partículas
Documentos mostram o “nascimento” do Bóson de Higgis
Apresentações interativas sobre o Acelerador de Partículas
A cada meia hora, as paredes do local viram telões para a exibição de um filme de 6 minutos de duração
  • Video oficial de divulgação da exposição “Universe of Particles”

2. Microcosm (Microcosmo)

Atravessando a rua fica o Centro de Visitantes do CERN. A entrada para a exposição Microcosm é feita justamente por lá. A exposição é muito bacana e conta em detalhes o funcionamento do LHC, o maior acelerador de partículas do mundo. Há videos explicativos com pessoas que trabalham e operam esta incrível máquina. As exposições do Microcosm levam os visitantes a uma viagem através das principais instalações do CERN. Há totens interativos em que você pode conhecer detalhes dos componentes do acelerador e seus componentes.

  • Horários: de segunda a sexta de 8h30 às 17h30 / sábado de 9h às 17h / fechado aos domingos
Entrada da exibição Microcosm
Como funciona o acelerador de partículas
Explicação sobre as partículas que compõem a matéria
Como é feita a colisão para os experimentos
Uma réplica do túnel em que funcionam os experimentos
Na área externa, há um jardim com equipamentos de experimentos antigos, já em desuso

TOUR NO CERN

Nós fizemos nosso agendamento online para o tour (veja detalhes mais abaixo) e, próximo ao horário, fomos até a recepção do Centro de Visitantes. Bastou dizer os nomes para que nos entregassem um tipo de colar colorido (daqueles em que se pendura crachá de empresa). Esta era a identificação do nosso grupo para que o guia pudesse saber quais pertenciam ao grupo.

Entrada para o Centro de Visitantes
Recepção do CERN

Algumas informações importantes:

  • Chegue com 20 minutos de antecedência do horário do seu tour.
  • É proibido entrar nas instalações com malas (inclusive nas exposições que mencionamos anteriormente).
  • É proibido usar salto alto ou sapatos abertos (chinelos e sandálias) durante a visita.

O guia nos chamou e nos encaminhou até uma sala para assistir ao um video introdutório sobre o CERN antes de começar o tour propriamente dito. Antes de mais nada, vale falar que o tour não inclui a visita ao túnel em que está o LHC. Como o experimento está ainda em operação, o local não está aberto a visitas (talvez esteja depois de 2019, quando o novo experimento de 100 km de circunferência comece a funcionar).

1. Synchrocyclotron (Sincrocíclotron)

Saindo da sala, fomos para a área externa e fomos guiados até a área do Synchrocyclotron. Entramos em um corredor com uma linha do tempo com acontecimentos históricos. O guia foi nos contando como o CERN foi evoluindo em suas pesquisas desde sua fundação na década de 1950. Em seguida, fomos para a sala em frente onde fica localizado o Sincrocíclotron.

Linha do tempo

A sala estava escura porque um filme começou a ser exibido na parede em frente, dando todo o contexto das pesquisas. O Synchrocyclotron, construído em 1957, foi o primeiro acelerador do CERN. Ele forneceu os pilares para as primeiras experiências do CERN em física de partículas e física nuclear. Em 1964, a máquina começou a concentrar-se apenas na física nuclear, deixando a física de partículas para o novo e mais poderoso Proton Synchrotron. Em 1967, começou a fornecer feixes para uma instalação de feixe de íons radioativos dedicada chamada ISOLDE, que ainda realiza pesquisas que vão da física nuclear pura à astrofísica e à física médica. Em 1990, a ISOLDE foi transferida para o Proton Synchrotron Booster, e o Synchrocyclotron encerrou suas atividades após 33 anos de serviço.

Synchrocyclotron

2. Sala de Controle do Experimento ATLAS

Saindo da sala onde está o Synchrocyclotron, atravessamos a rua para o lado onde fica o Globe. Seguimos em frente e fomos para a área restrita onde está a Sala de Controle do ATLAS. Antes, passamos por um muro com gravites que simulam o experimento.

Fachada do edifício do Experimento Atlas

É lá na Sala de Controle que são feitos os monitoramentos das 4 experiências em andamento no CERN. É possível ver painéis que os monitoram e as pessoas que trabalham no local através de uma parede de vidro. Durante os meses de inverno (novembro a março), o beam (como é chamado o feixe de prótons utilizado nos experimentos) fica desligado. Isso acontece porque o consumo de energia exigido para fazer os experimentos funcionarem é absurdamente elevado. Como no inverno usa-se mais energia porque grande parte das residências liga os aquecedores, o beam fica desligado para que não falte energia elétrica nas cidades próximas. Valeu muito a pena contar com as explicações do guia que nos ensinou de que maneira tudo aquilo funcionava.

Entrada do Atlas Experiment
Sala de Controle

Na última etapa do tour, subimos os andares e fomos para uma sala onde foi exibido um filme 3D com mais explicações sobre os objetivos do CERN e funcionamento do acelerador de partículas. Nosso guia ainda compartilhou informações sobre as pesquisas, as dificuldades e as teorias físicas existentes que ainda não conseguiram comprovar.

COMO AGENDAR UM TOUR NO CERN

Os tours no CERN são totalmente gratuitos, mas confesso que agendar um tour não é uma tarefa fácil e explicaremos o porquê mais para frente. Funciona assim: 15 dias antes da data atual, o CERN disponibiliza online horários disponíveis para os tours a partir de 8h30 da manhã (horário de Genebra). Segundo a organização, 3 dias antes do evento, algumas poucas vagas são disponibilizadas também. Você pode até dar sorte de encontrar algum lugar disponível se alguém, eventualmente, desistir da reserva.

Horários dos Tours

  • Em inglês:
    • De segunda a sábado em dois horários: às 11h e às 13h (duração de 2 horas cada)
    • Durante o verão (abril a outubro), podem ser oferecidos mais tours, dependendo da demanda, em outros dois horários (8h45 e 15h)
  • Em francês:
    • Somente às quartas e sábados às 13h

Agendamento dos Tours

Você pode fazer agendamento para visitas individuais (até 11 pessoas) ou, no caso de 12 pessoas ou mais, fazer o agendamento para grupos. O formulário que deve ser preenchido para visitas individuais é este abaixo. É necessário colocar o nome, sobrenome email, confirmação de email, telefone (com código DDDI, o Brasil é +55), país de origem, número de pessoas, data da visita e selecionar o tour desejado. Clique no botão “Submit” para enviar o pedido.

Formulário para agendamento de tour. Reprodução site oficial

Nossa experiência

O número de vagas é super restrito e, por isso, os lugares esgotam-se rapidamente. E quando eu digo rapidamente, não estou de brincadeira. Olha só o que aconteceu conosco! Queríamos agendar para o dia 25 de março de 2017, um sábado. Por isso, no dia 10 de março (15 dias antes) às 8h30 da manhã no horário de Genebra, as vagas seriam disponibilizadas. Como moramos em Londres, o fuso horário é de 1 hora, ou seja, as vagas seriam abertas às 7h30 no nosso horário. A partir de 7h, entrei no site oficial e comecei a atualizar a página a cada 2 minutos. Às 7h30 em ponto, apareceram as opções de tour para o dia 25 de março. Eu estava com tanto receio de não conseguir a tempo, que já deixei o número de telefone copiado para só colar (CTRL + C e CTRL + V) e ganhar tempo.

Confirmação da nossa reserva

Fiz tudo tão rápido que consegui receber o email de confirmação da reserva ainda às 7h30! Não levei nem 1 minuto inteiro para completar o formulário e receber a confirmação do agendamento! E, nesse momento, você pode estar achando que eu sou maluca, né? Pois só para tirar a dúvida, voltei à página de reservas e constatei que às 7h32, apenas 2 minutos depois da abertura dos lugares, não havia mais NENHUMA vaga, em nenhum tour para aquele dia. 

Reparem que às 7h32 não havia mais nenhuma vaga para o dia 25

ONDE COMER NO CERN

O CERN possui refeitórios, mas a entrada é somente permitida para funcionários. No dia em que estivemos visitando o local, atrás da área do Globe havia alguns food trucks com sanduíches, batata recheada, entre outras guloseimas. Eu também havia entrado em contato por email antes de visitar o local e me indicaram dois lugares para comer:

  • Loja de Conveniência do posto de combustível SOCAR que fica dentro do CERN (Route de Meyrin 372, 1217 Meyrin, Suíça)
  • Restaurant Le Smash (Chemin de la Berne 5, 1217 Meyrin, Suíça)

COMO CHEGAR AO CERN

Para chegar de transporte público ao CERN, você pode utilizar ônibus e/ou tram (bonde elétrico). Devido à localização do nosso hotel, tivemos que fazer um combo ônibus + tram, mas foi bem simples, porque tudo é bem sinalizado. A maior parte dos pontos de ônibus/tram possui uma cabine eletrônica para compra dos bilhetes (custo CHF 3.20). Só precisa tomar cuidado com o horário dos ônibus porque no final de semana, os horários são mais restritos. Faça simulações pelo Google Maps para ver a melhor rota a partir de onde você vai estar e confira os horários no site oficial da empresa de transporte de Genebra e região, a TPG. As opções são:

  • Pegue o ÔNIBUS Y sentido “CERN”.
  • Pegue o ÔNIBUS 23, 28 ou 57 descendo no ponto “Blandonnet”. Em seguida, pegue o TRAM 18 e vá até o ponto final “CERN”.

INFORMAÇÕES IMPORTANTES

CERN

  • Endereço: Route de Meyrin 385, 1217 Meyrin, Suíça
  • Entrada: gratuita

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