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Uma das maiores ferramentas científicas já criadas pela humanidade
é chamada de colisor de átomos.
E quero dizer literalmente grande.
O maior já construído,
o Grande Colisor Hádrons, ou LHC,
é um anel com uma circunferência de aproximadamente 18 milhas.
Isso é mais que o comprimento total de Manhattan.
Então, o que é um colisor de átomos?
É um dispositivo que faz núcleos atômicos colidirem
em energia extremamente alta.
O mais poderoso que os cientistas já construíram
pode aquecer materiais às mais altas temperaturas já atingidas,
temperaturas percebidas apenas num trilionésimo de segundo
depois que o universo surgiu.
Nossos aceleradores estão cheios de façanhas da engenharia.
A região do LHC por onde passam os feixes de partículas é um vácuo,
com pressão mais baixa que a que envolve
a estação espacial internacional
e está 456 graus Fahrenheit abaixo de zero,
mais frio que a temperatura do espaço mais profundo.
Um acelerador anterior, localizado no túnel do LHC,
detém o recorde mundial de velocidade,
acelerando um elétron a uma velocidade tão alta
que, se fosse para competir com um fóton de luz,
o fóton levaria cerca de 14 minutos
para conseguir uma vantagem de mais ou menos 10 pés.
Se isso não impressiona você,
lembre-se de que o fóton é a coisa mais rápida no universo,
movendo-se a aproximadamente 186.000 milhas por segundo.
Então, como funcionam esses aceleradores de partículas subatômicas?
Bem, eles usam campos elétricos.
Campos elétricos fazem partículas carregadas moverem-se da mesma forma
com que a gravidade puxa uma bola de beisebol em queda.
A força do campo elétrico
puxará a partícula para fazê-la se mover.
A velocidade continuará a aumentar
até que a partícula carregada esteja se movendo incrivelmente rápido.
Um acelerador de partículas simples pode ser feito
conectando-se duas placas paralelas de metal a uma bateria.
A carga da bateria transfere-se
para as duas placas de metal
e produz um campo elétrico que puxa a partícula.
É isso,
você conseguiu um acelerador de partículas.
O problema é que um acelerador construído assim é muito fraco.
Para construir um acelerador moderno como o LHC dessa maneira
seriam necessárias mais de cinco trilhões de baterias tipo "D-cell".
Então os cientistas usam baterias mais fortes
e colocam-nas uma após a outra.
Um acelerador anterior usou esse método,
tinha cerca de uma milha de comprimento
e era equivalente a 30 bilhões de baterias.
Entretanto, construir um acelerador
que fosse equivalente a cinco trilhões de baterias
exigiria um acelerador de 150 milhas de comprimento.
Os cientistas precisavam de outra maneira.
Enquanto campos elétricos fazem uma partícula acelerar,
campos magnéticos fazem-na mover-se em círculo.
Se puser um campo elétrico em algum ponto do círculo,
você não precisa usar milhas de campos elétricos,
você pode usar um único campo elétrico repetidamente.
Os feixes giram em torno do círculo
e a cada volta ganham mais energia.
Portanto, aceleradores de alta energia compreendem
uma pequena região com campos elétricos aceleradores,
combinados com longas séries de ímãs
que guiam as partículas em um círculo.
A força dos ímãs
e o raio do círculo
determinam a energia máxima do feixe.
Uma vez que o feixe esteja girando,
então começa a verdadeira diversão,
a colisão.
A razão por que os físicos querem
essas partículas se movendo tão rápido
é para que elas se choquem umas com as outras.
Essas colisões podem nos ensinar
sobre as leis fundamentais que governam a matéria,
mas isso seria impossível sem a proeza de engenharia
que é o acelerador de partículas.