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
1º de Maio: Accorsi convoca ato contra 6×1
1º de Maio: Accorsi convoca ato contra 6×1
Brasil · 8h

1º de Maio: Accorsi convoca ato contra 6×1

Infantino garante Irã na Copa nos EUA
Infantino garante Irã na Copa nos EUA
Esportes · 10h

Infantino garante Irã na Copa nos EUA

FIFA lança álbum digital grátis; veja os convocados
FIFA lança álbum digital grátis; veja os convocados
Esportes · 11h

FIFA lança álbum digital grátis; veja os convocados

Derrubada de veto pode soltar condenados do 8 de Janeiro
Derrubada de veto pode soltar condenados do 8 de Janeiro
Brasil · 12h

Derrubada de veto pode soltar condenados do 8 de Janeiro

Mais do PortalGO
whatsapp image 2026 04 30 at 11.24.07 | PortalGO
Feriado de sol e calor em Goiás; umidade baixa
Feriado do Trabalhador será de sol e calor em Goiás, com máximas de até 36°C e umidade entre 30% e 85%. Cimehgo orienta hidratação. 30 abr 2026 · Goiás
palacio iris | PortalGO
1º de Maio em Goiânia: veja o que abre e fecha
Feriado do Trabalhador: postos de saúde vacinam, mas atendimento presencial do Detran para. BRT circula com tabela de sábado. 30 abr 2026 · Goiás
serra verde | PortalGO
O que está em jogo com as terras raras em Goiás
O impasse sobre a gestão das riquezas do subsolo goiano evidencia a tensão entre a legislação estadual de licenciamento rápido e a Constituição Federal 30 abr 2026 · Goiás
Gracinha Vanderlan e Zacharias | PortalGO
Gracinha Caiado lidera disputa pelo Senado; Vanderlan e Zacharias Calil vêm na sequência
Para 63% dos eleitores de Goiás, o voto ainda não é definitivo 30 abr 2026 · Goiás
Green White Merry Christmas Four Photos Happy Holidays Collage Instagram Post 29 | PortalGO
Wilder derrota Gayer, aponta pesquisa Quaest em Goiás
O “fogo amigo” no PL: Wilder Morais estaciona nas pesquisas e isola as pretensões de Gustavo Gayer. 30 abr 2026 · Colunas
Daniel e Marconi | PortalGO
Pesquisa Quaest: Daniel Vilela lidera corrida ao governo; Marconi Perillo em segundo
Marconi Perillo registra 50% de rejeição, o maior índice entre os pré-candidatos 30 abr 2026 · Goiás
0d9a4262 | PortalGO
Senado impõe derrota histórica e rejeita indicação de Jorge Messias ao STF
A derrota ocorreu no mesmo dia em que o nome do indicado havia sido aprovado com relativa folga pela CCJ. 30 abr 2026 · Política
Green White Merry Christmas Four Photos Happy Holidays Collage Instagram Post 28 | PortalGO
Zé Mário balança a goiabeira, mas o que cai é folha. Vice de Daniel Vilela é disputa de sutilezas
A disputa pela vice-governadoria de Goiás entre a força de Zé Mário e a conveniência política de Daniel e Caiado. 30 abr 2026 · Colunas
forte do piso e1777496763714 | PortalGO
Dancinha no trabalho? Lei protege funcionário
Funcionário pode ser obrigado a gravar dancinhas para o TikTok? Não. Especialistas explicam direitos e desvio de função. Contrato não basta 30 abr 2026 · Trabalho
Imagens 20 | PortalGO
Moda, terror e futebol; as estreias do cinema
Zico, O Samurai de Quintino revisita a carreira do galinho; O Diabo Veste Prada 2 tem Meryl Streep e Emily Blunt; A Saída 8: não erre a anomalia. 29 abr 2026 · Variedades