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LHC acelera prótons a 99,9999991% da velocidade da luz, usa 9.600 ímãs supercondutores e abriu caminho para o FCC de 91 km.
Segundo o CERN, o Large Hadron Collider, LHC, é o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, construído entre 1998 e 2008 em colaboração com mais de 10 mil cientistas de mais de 100 países. Enterrado a até 175 metros abaixo do solo no planalto suíço-francês, próximo a Genebra, o LHC tem 27 km de circunferência e opera como uma das máquinas científicas mais complexas já construídas.
A estrutura usa 9.600 ímãs supercondutores resfriados a -271,3°C, temperatura próxima do zero absoluto e mais fria do que qualquer ponto conhecido do espaço interestelar. Esses ímãs dobram os feixes de prótons ao longo do anel e aceleram cada partícula a 99,9999991% da velocidade da luz.
Quando dois feixes colidem nos quatro pontos de cruzamento do anel, a energia liberada reconstitui, por frações de segundo, condições semelhantes às que existiam menos de um trilionésimo de segundo após o Big Bang. Em julho de 2012, essa máquina encontrou o bóson de Higgs, a última partícula prevista pelo Modelo Padrão que ainda não havia sido observada.
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Large Hadron Collider é o maior acelerador de partículas do mundo e recria condições do Big Bang
Um acelerador de partículas usa campos eletromagnéticos para dar energia cinética a partículas subatômicas carregadas. O princípio físico não é novo, mas a escala do LHC transforma essa ideia em uma máquina capaz de observar fenômenos que não existem naturalmente no universo atual.
Os prótons circulam em dois feixes que percorrem o túnel em direções opostas. Cavidades de radiofrequência adicionam energia a cada passagem, enquanto os ímãs dipolo supercondutores mantêm as partículas na trajetória circular de 27 km.
Sem esses ímãs, os prótons seguiriam em linha reta e sairiam pela parede do túnel. O LHC é uma máquina construída para controlar partículas quase na velocidade da luz e fazê-las colidir em pontos específicos, onde detectores gigantes registram os fragmentos da matéria.
Colisões de prótons a 13,6 TeV revelam partículas que existiram no universo primordial
A terceira rodada de operação do LHC começou em julho de 2022, após mais de três anos de atualizações, e foi planejada para seguir até julho de 2026. Nessa fase, a energia de colisão chegou a 13,6 TeV, ou teraelétron-volts.
Cada colisão transforma energia cinética em massa, seguindo a equação E=mc². O resultado é a produção de centenas de partículas que surgem e desaparecem rapidamente, antes de serem registradas pelos detectores instalados nos pontos de cruzamento.
Essas colisões não recriam o Big Bang inteiro, mas reproduzem condições extremas de temperatura e densidade que existiram nos primeiros instantes do universo. É por isso que o LHC funciona como uma janela experimental para a física do universo primordial.
Bóson de Higgs completou o Modelo Padrão, mas abriu perguntas ainda maiores
A descoberta do bóson de Higgs, em julho de 2012, foi um dos maiores resultados da física de partículas em décadas. A partícula havia sido prevista em 1964, mas nenhum acelerador anterior tinha energia suficiente para observá-la diretamente.
O bóson de Higgs é a excitação do campo de Higgs, um campo que permeia todo o espaço e confere massa às partículas elementares que interagem com ele. Elétrons, quarks e bósons W e Z adquirem massa por esse mecanismo, enquanto fótons não interagem com o campo e permanecem sem massa.
A descoberta completou o Modelo Padrão, teoria que descreve partículas e forças fundamentais conhecidas, exceto a gravidade. O problema é que completar o Modelo Padrão também deixou claro o que ele não explica: matéria escura, energia escura e a assimetria entre matéria e antimatéria.
Modelo Padrão explica a matéria visível, mas deixa 95% do universo fora das equações
O Modelo Padrão descreve com enorme precisão o comportamento da matéria visível, mas essa matéria representa apenas cerca de 5% do conteúdo total do universo. Os outros 95% são associados à matéria escura e à energia escura.
A matéria escura ajuda a explicar a formação e a rotação de galáxias, mas não interage com a luz. A energia escura está associada à aceleração da expansão do universo, um fenômeno ainda sem explicação completa dentro da física atual.
O LHC encontrou o bóson de Higgs, mas não encontrou até agora as partículas previstas por teorias populares além do Modelo Padrão, como a supersimetria. A máquina entregou a peça que faltava, mas também revelou um silêncio experimental onde muitos físicos esperavam nova física.
Ímãs supercondutores do LHC operam a -271,3°C para curvar prótons quase na velocidade da luz
O sistema de criogenia do LHC é um dos maiores e mais complexos já construídos. Para curvar prótons a velocidades extremas, os ímãs precisam gerar campos magnéticos intensos e estáveis, algo que só é possível com supercondutividade.
A supercondutividade ocorre quando certos materiais, abaixo de uma temperatura crítica, perdem resistência elétrica. Os ímãs dipolo do LHC usam cabos de nióbio-titânio, que se tornam supercondutores abaixo de -263°C.
Para garantir estabilidade operacional, o LHC trabalha a -271,3°C, apenas 1,85 grau acima do zero absoluto. O sistema resfria 36.800 toneladas de equipamentos com hélio líquido distribuído ao longo dos 27 km do anel subterrâneo.
Engenharia criogênica do CERN mantém 36.800 toneladas de equipamentos mais frias que o espaço
O hélio líquido é essencial porque continua líquido em temperaturas extremamente baixas. O CERN opera uma das maiores instalações de hélio líquido do mundo fora da indústria aeroespacial.
Esse sistema permite que os 9.600 ímãs supercondutores mantenham o campo magnético necessário para controlar os feixes de prótons. Sem o resfriamento criogênico, a resistência elétrica destruiria a eficiência do sistema e tornaria impossível operar o acelerador nessa escala.
Nos anos 1990, quando o LHC ainda estava em projeto, parte da comunidade científica considerava essa engenharia ambiciosa demais para ser realizada dentro do prazo e do orçamento. Hoje, a criogenia do LHC é uma das bases que sustentam a física de partículas moderna.
LHC já descobriu 79 hádrons e testou a força nuclear forte em regimes extremos
Até fevereiro de 2026, os dados das três primeiras rodadas de operação do LHC permitiram a descoberta de 79 novos hádrons. Cada um deles representa uma nova configuração de quarks confirmada experimentalmente.
Hádrons são partículas compostas por quarks mantidos unidos pela força nuclear forte. Prótons e nêutrons são os exemplos mais conhecidos, mas o LHC também confirmou partículas mais exóticas, como tetraquarks, pentaquarks e combinações raras previstas teoricamente.
Essas descobertas testam a cromodinâmica quântica, teoria que descreve a força forte, em regimes que experimentos anteriores não alcançavam. Cada novo hádron mostra quais combinações de quarks a natureza permite e como a força forte organiza a matéria em escalas subatômicas.
Future Circular Collider de 91 km pode ser o sucessor do LHC no CERN
O LHC deve operar até os anos 2040, mas cientistas já planejam sua possível sucessão. O projeto mais ambicioso é o Future Circular Collider, FCC, um novo acelerador circular subterrâneo com 90,7 km de circunferência.
O FCC teria mais de três vezes o tamanho do LHC, profundidade entre 180 e 400 metros, oito sítios de superfície e quatro experimentos principais. O plano prevê duas etapas: primeiro o FCC-ee, um colisionador elétron-pósitron, e depois o FCC-hh, um colisionador próton-próton.
O FCC-ee funcionaria como uma “fábrica de Higgs”, produzindo grandes quantidades de bósons de Higgs para medições de alta precisão. A etapa posterior, FCC-hh, poderia atingir 100 TeV de energia de colisão, cerca de sete vezes mais que o LHC atual.
FCC de 100 TeV buscaria matéria escura, antimatéria e a natureza real do bóson de Higgs
O FCC foi desenhado para procurar exatamente o que o LHC ainda não encontrou. Entre as perguntas centrais estão a natureza da matéria escura, o motivo de existir mais matéria do que antimatéria e a possibilidade de o bóson de Higgs não ser realmente elementar.
A energia de 100 TeV permitiria produzir partículas com massas muito maiores do que as acessíveis ao LHC. Isso ampliaria a busca por sinais de física além do Modelo Padrão e abriria uma faixa de investigação ainda não explorada experimentalmente.
A descoberta do Higgs ocorreu em colisões de 8 TeV. Um acelerador de 100 TeV não seria apenas maior: seria uma máquina capaz de testar regiões inteiras da física que hoje permanecem fora do alcance experimental.
Doação privada de €860 milhões pressiona decisão sobre o FCC prevista para 2028
O custo projetado do FCC pode chegar a €21 bilhões, dependendo da configuração e das etapas aprovadas. A escala financeira tornou necessário buscar apoio além dos estados-membros do CERN.
Em dezembro de 2025, Yuri Milner e Eric Schmidt lideraram um consórcio de doadores privados que prometeu €860 milhões para apoiar a aprovação do projeto. A doação foi descrita como a maior contribuição privada da história do CERN.
O estudo de viabilidade do FCC, publicado em 31 de março de 2025, avaliou condições geológicas, ambientais e técnicas na região entre França e Suíça. A decisão sobre construir ou não o novo acelerador é esperada por volta de 2028.
O LHC encontrou o Higgs, mas a próxima máquina pode procurar o que ainda falta no universo
A história do LHC mostra como uma máquina construída para testar uma previsão teórica pode mudar a compreensão do universo. Ele confirmou o bóson de Higgs, descobriu dezenas de novos hádrons e colocou a física de partículas em um nível experimental sem precedentes.
Mas os próprios sucessos do LHC deixaram perguntas maiores em aberto. O Modelo Padrão funciona de forma impressionante, mas não explica a maior parte do conteúdo cósmico, não incorpora a gravidade e não responde por que o universo observável é dominado por matéria.
O FCC surge como resposta a esse impasse. Se aprovado, o acelerador de 91 km será a tentativa mais ambiciosa da ciência moderna de ultrapassar o Modelo Padrão e descobrir o que compõe a parte invisível do universo.
Interessante q a matéria se refere ao big bang como um fato ocorrido. A TEORIA nunca foi provada e os estudos mais avançados so reforçam o q a ciência nega à exaustão: Deus
Aí você para pra pensar, tantos cientistas, tecnologia tempo e material empregado, para conseguir produzir um fragmento do que supostamente aconteceu a bilhões de anos por obra do acaso, segundo os cientistas. Se Deus não existe, quem poderia criar tal situação a um nível que pudesse criar tudo que existe? Qual a probabilidade de tudo ter sido originado por obra do acaso?
Penso que não experimento quando unido aos imãs vá gerar o resultado por mim esperado. Quanta 🤓 Quantum. Vórtex