PPG em Física participa da proposta de nova estrutura experimental junto ao Grande Colisor de Hádrons
Um dos maiores desafios da Ciência é compreender os elementos básicos (partículas e interações fundamentais) que compõem o Universo e descrever os fenômenos físicos que ocorrem ao nosso redor. Na busca pela compreensão da natureza, 81 pesquisadores de diversas instituições internacionais, entre eles o professor Victor Gonçalves, do Instituto de Física e Matemática da Universidade Federal de Pelotas (IFM/UFPel), propuseram recentemente uma nova estrutura experimental a ser construída junto ao Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), denominado Forward Physics Facility (FPF). Gonçalves, ligado ao Programa de Pós-Graduação em Física, é o único pesquisador brasileiro no grupo.
Prof. Victor Gonçalves
De acordo com o professor, o desenvolvimento teórico, experimental e tecnológico que ocorreu durante o século 20 permitiu a formulação da teoria do Modelo Padrão da Física de Partículas, a qual descreve em termos de princípios únicos as interações eletromagnéticas, forte e fraca, e é extremamente poderosa e precisa em suas previsões. Em particular, sua predição da existência de um bóson escalar que dá origem à massa de todas as partículas, foi comprovada pela observação do bóson de Higgs em 2012 no LHC, o qual é atualmente o maior acelerador de partículas da Terra, com 27 quilômetros de circunferência, localizado no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern) – Genebra – Suíça. Entretanto, explica Gonçalves, o Modelo Padrão não pode ser considerado a teoria final, pois várias observações ainda permanecem sem justificativa. Por exemplo, a natureza da matéria e energia escura, a qual contribui em 95% para a composição do Universo, não é conhecida. “A busca por uma teoria que contenha o Modelo Padrão e que também descreva este e outros aspectos da Natureza tem motivado toda uma nova geração de cientistas. Espera-se que neste caminho possamos adquirir uma nova visão da Natureza”, salientou.
É para perseguir essa teoria que os pesquisadores estão agora reunidos. As colisões de alta energia no Grande Colisor de Hádrons produzem um grande número de partículas ao longo do eixo de colisão do feixe, fora da aceitação dos detectores atualmente instalados no LHC. A proposta Forward Physics Facility (FPF), a ser localizada a várias centenas de metros de distância do ponto de interação do experimento ATLAS e blindado por concreto e rocha, abrigará um conjunto de experimentos para sondar os processos do Modelo Padrão (SM) e buscar física além do Modelo Padrão (BSM).
A proposta do FPF foi recentemente publicada na prestigiosa revista Physics Reports (Fator de impacto 25), disponível neste link, onde os pesquisadores resumem a situação atual dos planos para o FPF, incluindo progressos recentes na identificação de locais promissores para o FPF e os experimentos atualmente previstos para maximizar o potencial físico do FPF. Além disso, o conteúdo apresenta as potencialidades do FPF na ampliação do entendimento de diversos temas relacionados à Física Além do Modelo Padrão, Matéria Escura, Física de Neutrinos, Física das Interações Fortes e Física de Astropartículas de Alta Energia, representadas esquematicamente na ilustração ao lado.
A proposta prevê o início de funcionamento do FPF em 2030, quando deverá obter os primeiros resultados físicos através de estudos de neutrinos de energia muito alta e outros tópicos do Modelo Padrão. Esses resultados também irão aumentar o potencial do LHC para descobertas inovadoras, as quais definirão o caminho a seguir nas décadas vindouras. Tendo em vista essas perspectivas, o Grupo de Altas e Médias Energias da UFPel pretende continuar a contribuir nos temas abordados no FPF.
Pesquisa
O trabalho do professor Victor Gonçalves também tem obtido destaque em outros estudos. Recentemente, uma pesquisa realizada no PPG Física a respeito de neutrinos – partículas subatômicas desprovidas de carga elétrica, extremamente leves e que existem em enorme abundância na natureza – ganhou espaço na Physics World, uma das principais revistas de Física do mundo, que traz todos os meses destaques dos principais artigos científicos na área. Os neutrinos são detectados em enormes experimentos, como o IceCube, que usa um quilômetro cúbico da camada de gelo da Antártida para identificar neutrinos cósmicos de fora do sistema solar. O questionamento se todos são neutrinos cósmicos ou formados na atmosfera terrestre foi respondido pelos pesquisadores. Mais detalhes sobre o estudo estão aqui.
