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
Veja, na íntegra, o discurso de Daniel Vilela ao tomar posse como governador
Veja, na íntegra, o discurso de Daniel Vilela ao tomar posse como governador
Goiás · 10h

Veja, na íntegra, o discurso de Daniel Vilela ao tomar posse como governador

Lula envia ao Senado indicação de Jorge Messias para STF
Lula envia ao Senado indicação de Jorge Messias para STF
Brasil · 11h

Lula envia ao Senado indicação de Jorge Messias para STF

Quem é Daniel Vilela, novo governador de Goiás
Quem é Daniel Vilela, novo governador de Goiás
Goiás · 12h

Quem é Daniel Vilela, novo governador de Goiás

Por que Jesus foi crucificado? Entenda o contexto
Por que Jesus foi crucificado? Entenda o contexto
Brasil · 13h

Por que Jesus foi crucificado? Entenda o contexto

Mais do PortalGO
29750681993 3576722983 o | PortalGO
Lei amplia licença-paternidade para até 20 dias
Lula sanciona lei que amplia licença-paternidade para até 20 dias. Aumento será gradual: 10 dias em 2027, 15 em 2028, 20 em 2029. 31 mar 2026 · Brasil
proteo individual | PortalGO
Césio-137: quem a Justiça responsabilizou pelo maior acidente radioativo do Brasil?
Médicos e físico foram condenados por homicídio culposo, mas penas foram convertidas em serviços comunitários. 31 mar 2026 · História
4 abre Centro de Goiania Foto Secom Prefeitura de Goiania 1024x683 1 | PortalGO
Goiânia propõe isenção de IPTU e auxílio financeiro para reduzir imóveis vazios no Centro
O programa prevê o pagamento de até 50% do aluguel, limitado a R$ 800 mensais, por três anos 31 mar 2026 · Cidades
WhatsApp Image 2026 03 31 at 10.31.35 | PortalGO
Caiado renuncia ao Governo de Goiás para disputar a Presidência da República
Caiado deixa o Palácio das Esmeraldas após atingir 88% de aprovação popular, segundo a Quaest 31 mar 2026 · Poder
frame 10 | PortalGO
Polícia Civil apreende dispositivos em operação contra exploração sexual infantil
A investigação identificou o upload de arquivos de abuso sexual infantil compartilhados na rede 31 mar 2026 · Segurança
SaveClip.App 656254707 18094464218329109 4518024115436717204 n | PortalGO
Polícia identifica suspeito de matar homem e ocultar corpo no Jardim América
Crime foi “motivado” por desavenças do tráfico 31 mar 2026 · Segurança
51744471623 3d964df896 b | PortalGO
A eleição antes da eleição: quando o segundo turno virou ponto de partida
Uma análise crítica sobre como as simulações antecipadas de segundo turno moldam a percepção do eleitor e limitam a pluralidade democrática 31 mar 2026 · Política
collage scaled e1774958942351 | PortalGO
Goiânia Noise Festival 2026 anuncia line-up com Fernanda Abreu, Duda Beat e Tom Zé
Line-up mistura artistas consagrados e cena alternativa 31 mar 2026 · Cultura
frame 9 | PortalGO
Associação de Vítimas do Césio-137 repudia comentário do Boticário nas redes
“Vidas humanas não são brinquedo e nem motivo de chacota”, afirmou a Associação em nota oficial 31 mar 2026 · Entretenimento
padrao foto g1 goias 30 1 1 | PortalGO
Semana Santa em Goiás: veja programação completa
Programação da Semana Santa nas igrejas: Basílica Sagrada Família, Santuário Divino Pai Eterno, Catedral e Nossa Senhora da Assunção. 31 mar 2026 · Goiás