O Large Hadron Collider (LHC) começou, no dia 8 de novembro, uma nova etapa de coleta de dados em colisões de íons de chumbo. Ao longo do mês, os quatro principais experimentos do acelerador – CMS, ATLAS, ALICE e LHCb – irão colidir núcleos deste tipo, formados por 208 prótons e nêutrons, a uma energia de 5,02 TeV para cada par de nucleons. Esta é a quarta vez que o LHC faz colisões de íons de chumbo (PbPb), sendo que em 2013 e 2016 os núcleos de chumbo colidiram contra prótons (pPb).

Colisões de núcleos de chumbo permitem aos físicos estudar alguns fenômenos bastante específicos, como o plasma de quarks e glúons. Cientistas acreditam que esse é um estado da matéria que existiu nos primeiros instantes do Universo, quando a temperatura era tão alta que quarks e glúons não estavam confinados em prótons e nêutrons pela força forte.

A equipe do LHC pretende enfrentar e superar vários desafios nesta etapa de colisões. “Queremos maximizar a luminosidade para gerar o máximo de dados possível e nos preparar para as próximas etapas de colisões, especialmente para o High-Luminosity LHC (HL-LHC)”, disse John Jowett, físico encarregado pelas colisões entre íons pesados do LHC.

A luminosidade é um parâmetro-chave de um anel de colisão de partículas, pois ela indica o número de colisões que pode ser produzido em um determinado período de tempo. Durante a última etapa de colisões envolvendo íons pesados em 2015, a luminosidade alcançada foi mais de três vezes e meia maior do que a luminosidade original prevista para o LHC. A equipe do acelerador está querendo ainda mais nesta nova etapa.

Os especialistas se prepararam para estas colisões por vários meses e realizaram extensas análises para aumentar o desempenho dos injetores, pois os núcleos de chumbo passam por uma cadeia de quatro aceleradores antes de chegarem ao LHC.

Uma nova configuração também foi implementada no LHC para diminuir o diâmetro dos feixes de partículas nos pontos de colisão. O próximo passo será reduzir os espaços entre os grupos de núcleos que compõem cada feixe, o que possibilitaria aumentar o número de grupos por feixe.

Após o encerramento destas colisões, no dia 3 de dezembro, o LHC será desligado por um período de dois anos para que grandes upgrades sejam feitos no acelerador e em seus detectores de partículas.