China planeja construir um colisor sete vezes mais potente e mais barato que o LHC europeu: este projeto ambicioso visa revolucionar o estudo do bóson de Higgs e a matéria escura

O novo colisor da China promete ser o maior do mundo, com 100 km de circunferência, oferecendo uma alternativa mais econômica e potente para a investigação de partículas subatômicas

A China não quer ficar de fora do estudo da “partícula de Deus”. A descoberta do bóson de Higgs há mais de uma década continua a ter consequências na física atual, pois confirmou a existência do campo teorizado de Higgs. Isso é importante porque seu estudo nos permite conhecer as interações entre partículas subatômicas e entender mais sobre a estrutura do universo.

Foi um grande feito e ainda se investiga para conhecer mais sobre a supersimetria, as novas partículas e a misteriosa matéria escura, sendo esta um dos componentes mais desconhecidos do universo. O feito foi dos pesquisadores do CERN e foi realizado no Grande Colisor de Hádrons, ou LHC. Agora, a China quer seu próprio acelerador de partículas e busca não só que seja maior, mas também muito mais barato e fácil de construir.

A luta por um novo colisor

O LHC europeu é um enorme túnel de 27 quilômetros de circunferência localizado a quase 180 metros abaixo do solo, em um ponto próximo a Genebra. O maior feito foi a detecção em 2012 do mencionado bóson de Higgs, mas em suas instalações, os cientistas continuam investigando a composição dos átomos, como interagem entre si, se há dimensões desconhecidas como preveem os modelos da teoria das cordas e, em definitivo, testar outras teorias da física de partículas e da física quântica.

Nessas investigações, disparam átomos a velocidades enormes, esperando que colidam entre si, gerando uma reação que é o que os pesquisadores podem estudar. Isso, claro, resumido de uma forma tremendamente simples, mas parece que o LHC está ficando pequeno para as novas investigações que querem realizar e estão planejando um colisor maior. Muito maior.

O novo supercolisor europeu

Já está na mesa a construção de um futuro supercolisor. O objetivo? Acelerar o estudo da matéria escura que, estima-se, compõe 95% do universo. Em uma entrevista à BBC, a professora Fabiola Gianotti -diretora-geral da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear- afirma que, para realizar o processo, precisam de “algo grande”.

Descrevendo o novo acelerador como “uma máquina maravilhosa”, Gianotti considera que será “uma ferramenta que permitirá à humanidade dar enormes passos à frente em resposta a perguntas de física fundamental sobre nosso conhecimento do universo. Para isso, precisamos de um instrumento mais potente”.

Estima-se que o novo supercolisor europeu terá uma circunferência de 91 quilômetros e terá uma primeira fase de construção que custará 17 bilhões de dólares. O objetivo é colocá-lo em funcionamento em 2040, com uma segunda fase com ímãs mais potentes para 2070, embora haja vozes contra que consideram que é um desperdício e que o LHC pode render mais. Há países que, diretamente, dizem que não vão financiar sua parte.

Os ambiciosos planos da China

Agora sim, entra em jogo a China. Em 2018, começaram a aparecer notícias que falavam de planos ambiciosos do gigante asiático para construir um enorme colisor. Chamado, em princípio, de Colisor de Positrões de Elétrons Circulares, ou CPEC, terá a mesma missão de investigar tudo relacionado ao bóson de Higgs. Wang Yifang, diretor do Instituto de Física de Alta Energia da China, afirmou que “o CPEC será o maior colisor de positrões-elétrons do mundo”.

Não foram dados muitos detalhes sobre o mesmo, mas foi compartilhado um design conceitual que mostrava um enorme colisor de 100 quilômetros de circunferência e a ambição de ser sete vezes mais potente que o LHC. Além disso, o objetivo era fabricar milhões de partículas do bóson para estudá-las com mais precisão do que no colisor europeu. Outro objetivo é que seja mais eficiente. Em vez de fazer colidir prótons (o que gera partículas de Higgs junto com outros tipos), no colisor chinês serão feitas colidir elétrons e positrões, que só produzirão partículas de Higgs.

O custo e as colaborações do projeto chinês

Desde a primeira informação, se passaram seis anos, mas em um recente artigo publicado na Nature, podemos ver que a China não esqueceu de seus planos ambiciosos. No novo artigo, volta-se a falar de um CEPC de 100 quilômetros de diâmetro e diferentes pesquisadores ratificam essa intenção de serem mais precisos ao estudar as características do bóson.

E o mais surpreendente é que o custo do projeto seria de “apenas” 5 bilhões de dólares. Comparado com o estimado para o supercolisor europeu, é menos de um terço. No artigo da Nature, Andrew Cohen considera que a China pode construir o acelerador sem ajuda de mais ninguém, mas para certas partes do mundo, como o sistema de detecção, precisarão de ajuda internacional.

Por outro lado, outra complicação que a China pode encontrar é a cooperação internacional. Tian Yu Cao, historiador e filósofo da física de partículas e da teoria quântica, considera que “haverá uma maior resistência por parte do ocidente ao ajudar a China” devido ao clima atual de guerra tecnológica e, sobretudo, comercial entre Estados Unidos (e sócios tanto ocidentais como asiáticos) e China.

Apesar de tudo, na China mostram-se confiantes e afirmam estar completamente preparados para um projeto como este que, se tudo correr bem, começará a ser construído em 2027 e começará a operar antes do novo colisor ocidental. Veremos o que acontece, já que o estudo da partícula de Deus pode se somar ao atual clima de tensão entre a China e… o resto do mundo.

Imagem | CERN