Foto: Colaboração ATLAS - O potentoso. ATLAS.A Universidade Federal da Bahia (UFBA) foi aceita como uma das instituições participantes do experimento Atlas e passa agora a integrar, oficialmente, a equipe de pesquisadores que trabalham nesse importante projeto internacional. O Atlas é um experimento de física de partículas do Grande Colisor de Hádrons – Large Hadron Collider (LHC) no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern), que fica em Genebra, Suíça.
Hádrons são partículas elementares que compõem os prótons e nêutrons. O Cern é um dos maiores centros de pesquisa do mundo e o LHC opera em um túnel circular de 27 km de comprimento e a uma profundidade média de 100 m, na fronteira entre a França e a Suíça.
A participação da UFBA no projeto decorre de um longo período de cooperação de pesquisadores dos departamentos de Engenharia Elétrica e de Computação da UFBA com o Cluster Atlas-Brasil, composto por instituições como UFRJ, USP, UFJF e UERJ.
“Desde 2012, foram formados estudantes de graduação em engenharia e também de mestrado e doutorado, no Programa de Pós Graduação em Engenharia Elétrica (PPGEE), em temas relacionados ao Atlas. Atualmente, o grupo de trabalho do Atlas na UFBA conta com a coordenação dos professores Eduardo Simas e Paulo Farias, e com a participação dos professores Antônio Fernandes Jr. e Wagner Oliveira”.
Foto credito. Laboratório de Sistemas Digitais - UFBA: da esquerda para a direita: Edmar Souza (ex-aluno de doutorado do PPGEE), Moisés Oliveira (aluno de doutorado do PPGEE), Anderson Santos (aluno de doutorado do PPGEE), Arthur Weill (aluno de doutorado do PPGEE), André Ma-rotta (aluno de doutorado do PPGEE), Juan Marin (aluno de doutorado do PPGEE), Eduardo Simas (Professor do DEEC), Paulo Farias (Professor do DEEC), Ricardo Prates (ex-aluno de doutorado do PPGEE), Antônio Fernandes Jr (Professor do DEEC), Geiza Barros (aluna de graduação em Eng. Elétrica), Leonardo Pedreira (aluno de graduação em Eng. Elétrica).Segundo o professor Eduardo Simas, por trabalhar na fronteira do conhecimento humano, novas tecnologias precisam ser desenvolvidas para possibilitar o adequado funcionamento dos experimentos de física de partículas. Essa tecnologia nova é depois difundida para o público em geral. Por exemplo, o primeiro desenvolvimento na direção do que hoje é a Internet foi feito no Cern – isso mesmo, a Internet nasce no Cern por volta de 1990 para possibilitar comunicação eficiente entre pesquisadores de diferentes países. Os exames de imagem como raio-x, PET scan, etc. também tiveram origem em experimentos com partículas. Os displays touch screen (muito usados em smartphones e telas em geral) foram desenvolvidos em experimentos de física de partículas.
“Então existem inúmeros benefícios para a humanidade que advém de experimentos de física de partículas. Sobre os achados científicos, a compreensão da estrutura fundamental da matéria é necessária para a evolução de áreas como ciência dos materiais, eletrônica, etc, que são fundamentais para a qualidade de vida de todos”, explica o professor.
Imagem arquivo CERN. Diagrama ilustrativo do LHC e seus experimentos (ATLAS, CMS, LHCb e ALICE). Expansão do conhecimento científico
Os experimentos do Cern visam expandir as fronteiras do conhecimento científico na busca por respostas a questões como: quais são os elementos básicos de constituição da matéria? Quais são as forças fundamentais da natureza que produzem interação entre as partículas? Porque no Universo parece haver mais matéria que anti-matéria? Do que é feita a matéria escura?
“Toda partícula tem uma antipartícula, que é igual à partícula original, mas com a carga elétrica oposta. Por exemplo, antipartícula do elétron (que tem carga negativa) é o pósitron (com carga positiva). As antipartículas formam a antimatéria. Sobre a matéria escura, essa é uma hipótese que ainda está sendo investigada sobre a existência ou não de um tipo de matéria escura (que não é vista por nós, pois não interage com a luz). Essa matéria escura pode estar ocupando grande parte do universo, mas não conseguimos vê-la, então os pesquisadores estão tentando entender se existe alguma forma de detectar a matéria escura, caso ela exista”, informa Simas.
Imagem colaboração ATLAS. O experimento ATLAS..O experimento ATLAS
Concebido para explorar todo o potencial de descoberta do LHC, o experimento Atlas utiliza medições de precisão para ampliar as fronteiras do conhecimento. O Atlas é o maior detector já construído para um colisor de partículas: 46 metros de comprimento e 25 metros de diâmetro (quase do tamanho de uma piscina olímpica). Sua construção ultrapassou os limites da tecnologia existente. O Atlas foi projetado para registrar as colisões de partículas de alta energia do LHC, que ocorrem a uma taxa de mais de um bilhão de interações por segundo no centro do detector. Mais de 100 milhões de canais eletrônicos sensíveis são usados para registrar as partículas produzidas pelas colisões, que são então analisadas pelas equipes de cientistas do Atlas.
A Colaboração Atlas é composta por profissionais e estudantes de diversas nacionalidades, que pesquisam nas áreas de Física e Engenharia e que também atuam no suporte técnico ao experimento. É um dos maiores esforços colaborativos já tentados na ciência, com mais de 5500 participantes e quase 3000 autores(as) científicos. O sucesso do Atlas depende da estreita colaboração entre as equipes de investigação localizadas no Cern e em universidades e laboratórios membros em todo o mundo.
Imagem colaboração ATLAS. Display de um evento medido no ATLAS após uma colisão de partículas do LHC ..Contribuições da UFBA
As principais contribuições do grupo da UFBA estão relacionadas com o desenvolvimento de sistemas para processamento digital inteligente da informação medida no experimento, unindo inteligência computacional, processamento de sinais, eletrônica embarcada (Circuitos eletrônicos que estão anexados a algum equipamento ou sistema e que são fundamentais para a operação deste. Por exemplo: o display eletrônico de automóveis é um tipo de eletrônica embarcada) e sistema de instrumentação, que efetua a leitura das informações de instrumentos de medição ou sensores. No caso do Atlas, os sistemas de instrumentação detectam e medem características das partículas como carga elétrica, energia, massa, etc.
Para Igor Amauri Santos Luz, doutorando do PPGEE-UFBA que fez o mestrado e está em fase final do doutorado no desenvolvimento de circuitos digitais para processamento da informação medida no Atlas, participar do Atlas é uma das experiências mais valiosas da trajetória da formação acadêmica e profissional dele. Desenvolver projetos de Mestrado e Doutorado em aplicações para o Atlas permite que ele esteja envolvido com outros projetos, todos factíveis de serem implementados no maior acelerador de partículas do mundo, o LHC.
“Isto me coloca em contato com pesquisadores do mundo todo, possibilitando a troca de conhecimentos, e permite o meu acesso à infraestrutura de equipamentos do Cern. Participar da colaboração do Atlas tem sido de fundamental importância para o meu crescimento enquanto pesquisador”, declara com entusiasmo o doutorando.