Friburguense trabalha no maior acelerador de partículas do mundo

Guilherme Gonçalves viaja em março para Suíça para integrar equipe de cientistas em busca de solução para problema
quarta-feira, 02 de janeiro de 2019
por Guilherme Alt (guilherme@avozdaserra.com.br)
O engenheiro Guilherme Gonçalves
O engenheiro Guilherme Gonçalves

Nova Friburgo crava cada vez mais seu nome no hall da fama de conquistas importantes no meio científico. Em 2017, a campista Mylena Peixoto, que, enquanto cursava o 3º ano do ensino médio no CPM, foi convidada a retornar à Nasa, após participar de um projeto que descobriu asteróides, ingressar no programa educacional da Agência Espacial Norte-Americana.

Em 2018, o estudante de física friburguense Pedro Cordoeira foi convidado para apresentar um estudo sobre a importância de divulgar e estimular astronomia nas escolas, no 11º Encontro Internacional de Astronomia e Astronáutica.

Agora, no final de 2018, outra grata surpresa. O engenheiro Guilherme Gonçalves, junto a uma equipe de profissionais, desenvolveu um projeto para solucionar um problema no maior acelerador de partículas do mundo, o LHC, sigla que vem do inglês Large Hadron Collider, que pode ser traduzido como Grande Colisor Elétron-Pósitron, ou comumente chamado de máquina do Big Bang.

Os resultados obtidos foram tão satisfatórios que chamaram a atenção dos pesquisadores e cientistas do CERN (Organização Europeia para Pesquisa Nuclear), na Suíça. Agora, o engenheiro se prepara para passar um ano na Europa e colocar em prática os estudos realizados em Nova Friburgo. Conheça essa nova conquista com Guilherme Gonçalves:

AVS: Qual foi o problema e qual a solução proposta por vocês para o acelerador de partículas?

Guilherme Gonçalves: O problema que buscamos resolver afeta o principal calorímetro do experimento ATLAS, o Tilecal (calorímeto de telhas), onde a alta taxa de luminosidade acaba gerando altos níveis de empilhamento de sinais neste calorímetro, degradando a estimação da energia de uma partícula, subproduto da colisão entre feixes de prótons. A solução é propor um método de estimação de energia, que consiga uma boa eficiência neste cenário de empilhamento de sinais.

E quais foram os resultados?

Os resultados que temos obtido até então são muito promissores, o que despertou o interesse de enviar-me ao CERN, para dar prosseguimento ao trabalho mais de perto. Estou indo em março para uma missão de um ano. Serei o primeiro aluno da Uerj a trabalhar no experimento ATLAS, um dos mais importantes do CERN, graças ao meu amigo, professor e orientador Bernardo Sotto-Maior Peralva.

Como explicar para leigos, como eu, o problema e a solução (risos)?

A humanidade sempre buscou compreender a natureza e tudo o que nela há. Para compreender o céu, inventamos ferramentas como os telescópios. Para o mar, navios e submarinos. Para a terra, microscópios e outras ferramentas que nos possibilitam observar os fenômenos naturais e postular leis que regem estes fenômenos. Porém, tudo o que vemos hoje são estruturas mais complexas, formadas por elementos mais fundamentais, os átomos. Por muitos anos acreditava-se que o átomo era o menor elemento existente, mas a ciência provou o contrário, desvendando várias partículas sub-atômicas. Essas e outras descobertas só são possíveis através da utilização de uma ferramenta chamada colisor de partículas. O que ela faz é chocar feixes de prótons, por exemplo, para que estes se colidam e geram fragmentos menores, chamados de subpartículas. Como estamos em uma escala muito pequena, escala atômica, estas partículas precisam ser detectadas com o auxílio de equipamentos. Estes conseguem rastrear a trajetória destas partículas e medir sua energia, para que com estes dados, se possa validar modelos matemáticos e físicos, como a recente descoberta do Boson de Higgs. Um destes equipamentos é o calorímetro hadrônico de telhas, ou Tilecal, situado no experimento ATLAS. Este calorímeto vem enfrentando um grave problema, pois nos últimos anos, o LHC vem aumentando a densidade do feixe de prótons, ou luminosidade, do colisor de partículas buscando uma maior quantidade de eventos e dados para análise. Porém, com o aumento da luminosidade, a eletrônica do calorímetro não consegue processar em tempo suficiente uma colisão isolada, pois colisões adjacentes ainda estão sendo processadas pela eletrônica, ocasionando um empilhamento de sinais. Na prática, este empilhamento de sinais prejudica a estimação da energia de uma partícula que passa por este calorímetro. Então, para amenizar o efeito deste empilhamento, propomos um novo método matemático de estimação de energia que consegue uma ótima eficiência neste cenário, comparado com o método atualmente empregado no LHC. Os resultados deste novo método despertaram o interesse no grupo de pesquisadores do CERN, abrindo as portas para implementá-lo oficialmente em sua estrutura. Esta é nossa missão.

O que você espera encontrar e desafios, por lá?

Todos os desafios que eu possa imaginar. Como o CERN é um universo por si só, com milhares de pesquisadores de diversas áreas diferentes, pessoas incrivelmente capacitadas, eu terei que fazer um trabalho impecável, até porque a reputação da colaboração brasileira estará sob minha responsabilidade. Um trabalho mal feito pode fechar as portas para nós. Mas temos capacidade para executar um ótimo trabalho, como temos feito até aqui.

Você já sabe exatamente onde será essa atuação?

Será na implementação computacional deste novo método de estimação de energia que estamos propondo

Vai mais alguém com você à Suíça?

Hoje temos dois brasileiros lá, da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF-MG). Eles retornarão ao Brasil em março, e eu e mais uma brasileira, também da UFJF-MG, iremos. Mas da Uerj, serei o primeiro a trabalhar no ATLAS.

Como eles ficaram sabendo da ideia de vocês?

O nosso grupo de pesquisas brasileiro está em constante contato com o grupo internacional, como "prestação de contas", mostrando resultados. Até chegar neste sinal verde de ir e implementar o método lá, foram anos de muito trabalho e pesquisa. Todo mês tem reuniões com o CERN, onde podemos mostrar tudo aquilo que estamos fazendo, nestes contatos. E também através de outros brasileiros lá, o trabalho vai andando e sendo reconhecido.

Sobre o projeto que apresenta essa solução, ele já está em prática ou será colocado quando vocês chegarem lá? O que você sente em relação à expectativa deles com o trabalho de vocês?

Os resultados que temos com este novo método são resultados obtidos através de simulações computacionais, utilizando dados de colisões reais que ocorreram no LHC. Então, como a melhora foi muito significativa com relação ao método atualmente empregado, existe uma expectativa da implementação deste novo método, até porque o problema de empilhamento acaba inviabilizando a utilização de algumas células de leitura muito importantes do calorímetro.

O experimento dando certo, como será daqui pra frente?

Acredito que dará muita visibilidade à colaboração brasileira, abrindo diversas oportunidades de pesquisa e inovação. Teremos mais visibilidade e credibilidade, principalmente pra Nova Friburgo, pois o campus da Uerj ainda não é muito reconhecido pelos próprios friburguenses.

Existe a chance de prorrogar a sua estada por lá? Seria um desejo seu, caso essa oportunidade aconteça?

Sim, a chance existe. Seria interessante já costurar um doutorado por lá, quem sabe, mas ainda são planos.

 

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