Entenda o que é um acelerador de partículas e para que ele funciona

Com campos eletromagnéticos intensos, essas supermáquinas impulsionam partículas a velocidades próximas à da luz para estudar os blocos fundamentais da matéria — incluindo o maior deles, o LHC, e o brasileiro Sirius.

Compartilhe

Views of the LHC tunnel sector 3 4 tirage 2 scaled e1746687280546 | PortalGO
Fonte: Maximilien Brice (CERN) – Uma seção do túnel do LHC, maior acelerador de partículas do mundo

O que são aceleradores de partículas?

Aceleradores de partículas são dispositivos científicos que impulsionam partículas carregadas — como prótons, elétrons e íons — a velocidades próximas à da luz. Isso é possível por meio de campos elétricos que aceleram as partículas e campos magnéticos que direcionam suas trajetórias em linhas retas ou circulares.

Essas partículas, ao colidirem com alvos fixos ou outras partículas em movimento, geram fenômenos de altíssima energia. O que é registrado por detectores altamente sensíveis. Essas colisões permitem aos cientistas observar partículas subatômicas raras e entender melhor as forças que regem o universo, como a gravidade, o eletromagnetismo e as forças nucleares.


Como essas máquinas funcionam na prática?

O processo começa com uma fonte de íons, que pode gerar partículas como elétrons (aquecendo metais ou usando descargas elétricas) e prótons (pela ionização do hidrogênio). Essas partículas, já separadas, são então aceleradas por campos elétricos e controladas por campos magnéticos gigantescos.

A trajetória das partículas precisa ser ajustada continuamente, pois à medida que ganham velocidade, elas também aumentam sua energia cinética, tornando mais difícil alterar seu percurso. Por isso, os ímãs precisam ser cada vez mais potentes para manter as partículas no caminho desejado.

As colisões podem ocorrer de duas formas:

  • Alvo fixo: o feixe de partículas colide com um material estacionário.
  • Alvo móvel: dois feixes são lançados em direções opostas e colidem entre si — gerando colisões ainda mais energéticas.

O que se busca com essas colisões?

O principal objetivo é estudar as partículas elementares — como quarks, glúons, bósons e suas respectivas antipartículas — que compõem tudo o que existe. Muitas dessas partículas só aparecem por frações de segundo durante essas colisões, o que exige detectores altamente avançados.

Além da física fundamental, os aceleradores têm aplicações práticas, como:

  • Geração de radiação síncrotron, usada em exames de imagem e tratamentos contra o câncer;
  • Análises estruturais de materiais em nível atômico;
  • Desenvolvimento de novas tecnologias em energia, defesa e saúde.

O maior acelerador do mundo: o LHC

O LHC, sigla para Large Hadron Collider, é o maior e mais potente acelerador de partículas do mundo. Construído pelo CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), ele começou a ser planejado em 1998 com a colaboração de mais de 100 países. Localizado a cerca de 100 metros de profundidade na fronteira entre a França e a Suíça, o túnel circular do LHC possui 26.659 metros de circunferência e foi construído no local do antigo acelerador LEP.

Com um custo estimado de 7,5 bilhões de euros até 2010, o LHC entrou em operação oficialmente em 10 de setembro de 2008, e registrou sua primeira colisão entre prótons em 30 de março de 2010. Diferentemente de outros aceleradores que colidem elétrons e pósitrons, o LHC colide feixes de prótons com energia de até 7 TeV cada, totalizando 14 TeV por colisão. Com uma luminosidade integrada de 100 fb⁻¹ por ano, o LHC busca recriar condições do universo logo após o Big Bang para explorar os fundamentos da matéria.

O acelerador conta com 1232 ímãs bipolares supercondutores de 35 toneladas, que operam a temperaturas de -271,3 °C (1,9 K), próximas ao zero absoluto. Para atingir esse nível de resfriamento, o sistema usa 10.080 toneladas de nitrogênio líquido e 60 toneladas de hélio líquido, fazendo do LHC o maior sistema criogênico do mundo.

Além das temperaturas extremamente baixas, o LHC também opera em um ambiente de ultravácuo, com uma pressão interna seis vezes menor que a da superfície lunar, permitindo que os feixes de prótons completem mais de 11 mil voltas por segundo dentro do anel. Durante as colisões, são geradas temperaturas mais de 100 mil vezes superiores ao centro do Sol, tornando o LHC uma das máquinas com os pontos mais quentes da galáxia no anel mais frio do universo.

Os detetores gigantes (ATLAS, CMS, ALICE e LHCb), com tamanho equivalente a prédios de cinco andares e pesando até 12.500 toneladas, registram milhões de colisões por segundo, permitindo análises com precisão de mícrons e trilionésimos de segundo. Um dos grandes marcos do LHC foi a descoberta do bóson de Higgs em 2012, validando parte essencial do Modelo Padrão da física de partículas.

O processamento e análise de dados do LHC exigem uma rede global de supercomputadores, chamada de Grelha (Grid), que conecta milhares de cientistas em todo o mundo. Só os dados anuais do LHC seriam suficientes para encher cerca de 100 mil DVDs de dupla camada.

Apesar das controvérsias iniciais e até teorias infundadas de fim do mundo, o LHC continua sendo um dos empreendimentos científicos mais ambiciosos da história humana, buscando respostas para questões como a origem da massa, a existência de dimensões extras e partículas além do modelo padrão, como as supersimétricas.


O Brasil também tem um gigante: o acelerador Sirius

O Sirius é o mais avançado acelerador de partículas da América Latina e um dos mais modernos do mundo, sendo classificado como uma fonte de luz síncrotron de quarta geração. Localizado em Campinas (SP) e operado pelo Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), o Sirius possui 518,4 metros de circunferência e energia de 3 GeV, com emissão de radiação que abrange do infravermelho aos raios-X.

Sua construção, que teve início em 2015 e foi concluída em etapas até 2020, demandou um investimento de R$ 1,8 bilhão, financiado pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, com apoio da FAPESP. A inauguração da primeira etapa ocorreu em 2018, com a presença do então presidente Michel Temer.

Ministro participa da inauguracao do acelerador de particulas Sirius. 30970744907 | PortalGO
Fonte: Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações – Prédio do Sirius

Com 90% de suas peças produzidas no Brasil, o Sirius é um marco da engenharia nacional. O prédio de 68 mil metros quadrados é protegido por 1 km de paredes de concreto com 1,5 m de espessura, blindando os usuários contra a radiação. O acelerador conta com 10 linhas de luz já abertas para pesquisadores externos, e suas aplicações envolvem desde o desenvolvimento de medicamentos até a pesquisa de novos materiais, agricultura, petróleo, ciências ambientais e arqueologia.

Durante a pandemia de COVID-19, o Sirius teve papel crucial ao realizar experimentos de cristalografia na linha Manacá, ajudando na compreensão da estrutura de proteínas relacionadas ao vírus SARS-CoV-2. O acelerador opera atualmente com corrente de 200 mA em modo top-up, garantindo alta estabilidade do feixe.

Por sua altíssima brilhância e precisão, o Sirius se destacou, nos primeiros meses de operação, como a fonte de luz síncrotron mais brilhante do mundo, colocando o Brasil na vanguarda da ciência global. Ele substitui o antigo UVX, em funcionamento de 1997 a 2019, e representa a maior infraestrutura científica já construída no país.

Newsletter
Receba as principais notícias e atualizações do PortalGO direto no seu e-mail.
Recentes
Pesquisa AtlasIntel: Lula lidera primeiro turno e vence Flávio no segundo
Pesquisa AtlasIntel: Lula lidera primeiro turno e vence Flávio no segundo
Blog Eleições 2026 · 12min

Pesquisa AtlasIntel: Lula lidera primeiro turno e vence Flávio no segundo

Goiânia amplia rede de UBSs com investimento de R$ 12,8 milhões
Goiânia amplia rede de UBSs com investimento de R$ 12,8 milhões
Cidades · 52min

Goiânia amplia rede de UBSs com investimento de R$ 12,8 milhões

Martim Cererê recebe 2ª edição da feira Vinillândia
Martim Cererê recebe 2ª edição da feira Vinillândia
Cultura · 1h

Martim Cererê recebe 2ª edição da feira Vinillândia

Moraes cobra explicações de Bolsonaro sobre vídeo com IA em convenção do PL
Moraes cobra explicações de Bolsonaro sobre vídeo com IA em convenção do PL
Justiça · 2h

Moraes cobra explicações de Bolsonaro sobre vídeo com IA em convenção do PL

Mais do PortalGO
WhatsApp Image 2026 07 28 at 18.00.58 | PortalGO
Operação Cerrado Vivo é lançada para proteger a Serra das Areias
Operação Cerrado Vivo é lançada em Aparecida com foco na prevenção de queimadas na Serra das Areias. Cursos capacitam brigadistas. 29 jul 2026 · Meio Ambiente
Captura de Tela 2025 11 28 as 08.44.13 | PortalGO
PL antecipa convenção em Goiás e oficializa Wilder Morais como candidato ao governo em 3 de agosto
O Partido Liberal (PL) remarcou para 3 de agosto a convenção estadual que oficializará a candidatura de Wilder Morais ao Governo de Goiás. A cerimônia também… 28 jul 2026 · Blog Eleições 2026
image 14 | PortalGO
PT terá semana decisiva para definir chapa majoritária em Goiás
Após reunião com a Executiva Nacional, o PT deve concluir nos próximos dias as definições sobre sua participação na chapa majoritária que disputará as eleições… 28 jul 2026 · Blog Eleições 2026
WhatsApp Image 2026 07 28 at 11.12.58 1 | PortalGO
Prefeitura de Trindade entrega cerca de 600 cestas básicas para famílias em vulnerabilidade
A Prefeitura de Trindade realizou a entrega de aproximadamente 600 cestas básicas para famílias em situação de vulnerabilidade social, beneficiando pessoas… 28 jul 2026 · Cidades
IMG 0301 scaled 1 | PortalGO
Tribunal barra verbas de emendas a ONG após indícios de fraude
Conselheiro Humberto Aidar determina bloqueio de verbas a projeto social após indícios de fraude. Prefeitura de Goiânia é notificada. 28 jul 2026 · Goiás
1783622797 chatgpt image 9 de jul de 2026 15 46 23 | PortalGO
Em sabatina, Caiado critica Milei e Lula e defende respeito às instituições
Pré-candidato à Presidência afirma que pretende resgatar a “liturgia” do cargo e critica episódios recentes envolvendo Brasil, Argentina e Estados Unidos. 28 jul 2026 · Blog Eleições 2026
WhatsApp Image 2026 07 28 at 15.57.44 | PortalGO
SES integrará inteligência artificial ao sistema de transplantes em Goiás
Goiás contratou IA para acelerar a identificação de doadores de córneas. Ferramenta analisará registros de óbitos e avisará equipes de captação. 28 jul 2026 · Saúde
raf05205 | PortalGO
Flávio Bolsonaro apresenta defesa por escrito e nega ter caluniado Lula
Senador não compareceu ao depoimento na Polícia Federal e sustenta que publicação nas redes sociais não atribuiu crimes diretamente ao presidente Luiz Inácio… 28 jul 2026 · Política
naia9819 | PortalGO
Fieg e ABDI debatem tarifas dos EUA e acordo com União Europeia
Em reunião da Fieg, setor produtivo goiano pede redução de burocracia e apoio contra tarifas externas. ABDI sinaliza que propostas serão avaliadas. 28 jul 2026 · Brasil
55423843293 c3b554f1d4 k e1785262410110 | PortalGO
Brasil e Coreia do Sul criam grupo para negociar acordo com Mercosul
Em visita ao Brasil, líder sul-coreano fecha acordos em educação, espaço e energia. Negociação com Mercosul é prioridade. 28 jul 2026 · Economia