How does an atom-smashing particle accelerator work? - Don Lincoln

Como funciona um acelerador de partículas? - Don Lincoln

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Bedirhan Cinar

Tradutor: Isabel Villan Revisor: Leonardo Silva

One of the grandest scientific tools ever made by mankind

Uma das maiores ferramentas científicas já criadas pela humanidade

is called an atom smasher.

é chamada de colisor de átomos.

And I mean literally grand.

E quero dizer literalmente grande.

The biggest one ever built,

O maior já construído,

the Large Hadron Collider, or LHC,

o Grande Colisor Hádrons, ou LHC,

is a ring with a circumference of about 18 miles.

é um anel com uma circunferência de aproximadamente 18 milhas.

That's more than the entire length of Manhattan.

Isso é mais que o comprimento total de Manhattan.

So what is an atom smasher?

Então, o que é um colisor de átomos?

It is a device that collides atomic nuclei together

É um dispositivo que faz núcleos atômicos colidirem

at extremely high energy.

em energia extremamente alta.

The most powerful one scientists have ever built

O mais poderoso que os cientistas já construíram

can heat matter to the hottest temperatures ever achieved,

pode aquecer materiais às mais altas temperaturas já atingidas,

temperatures last seen at a trillionth of second

temperaturas percebidas apenas num trilionésimo de segundo

after the universe began.

depois que o universo surgiu.

Our accelerators are full of engineering superlatives.

Nossos aceleradores estão cheios de façanhas da engenharia.

The beam-containing region of the LHC is a vacuum,

A região do LHC por onde passam os feixes de partículas é um vácuo,

with lower pressure than what surrounds

com pressão mais baixa que a que envolve

the international space station,

a estação espacial internacional

and is 456 degrees Fahrenheit below zero,

e está 456 graus Fahrenheit abaixo de zero,

colder than the temperature of deepest space.

mais frio que a temperatura do espaço mais profundo.

A previous accelerator sitting in the LHC tunnel

Um acelerador anterior, localizado no túnel do LHC,

holds the world record for velocity,

detém o recorde mundial de velocidade,

accelerating an electron to a speed so fast

acelerando um elétron a uma velocidade tão alta

that if it were to race a photon of light,

que, se fosse para competir com um fóton de luz,

it would take about 14 minutes for the photon

o fóton levaria cerca de 14 minutos

to get a lead of about 10 feet.

para conseguir uma vantagem de mais ou menos 10 pés.

If that doesn't impress you,

Se isso não impressiona você,

remember the photon is fastest thing in the universe,

lembre-se de que o fóton é a coisa mais rápida no universo,

it goes about 186,000 miles per second.

movendo-se a aproximadamente 186.000 milhas por segundo.

So how do these subatomic particle accelerators work?

Então, como funcionam esses aceleradores de partículas subatômicas?

Well, they use electric fields.

Bem, eles usam campos elétricos.

Electric fields make charged particles move in the same way

Campos elétricos fazem partículas carregadas moverem-se da mesma forma

that gravity will pull a dropped baseball.

com que a gravidade puxa uma bola de beisebol em queda.

The force from the electric field

A força do campo elétrico

will pull a particle to make it move.

puxará a partícula para fazê-la se mover.

The speed will continue to increase

A velocidade continuará a aumentar

until the charged particle is moving incredibly fast.

até que a partícula carregada esteja se movendo incrivelmente rápido.

A simple particle accelerator can be made

Um acelerador de partículas simples pode ser feito

by hooking two parallel metal plates to a battery.

conectando-se duas placas paralelas de metal a uma bateria.

The charge from the battery moves

A carga da bateria transfere-se

on to the two metal plates

para as duas placas de metal

and makes an electric field that pulls the particle along.

e produz um campo elétrico que puxa a partícula.

And that's it,

É isso,

you got a particle accelerator.

você conseguiu um acelerador de partículas.

The problem is that an accelerator built this way is very weak.

O problema é que um acelerador construído assim é muito fraco.

Building a modern accelerator like the LHC this way

Para construir um acelerador moderno como o LHC dessa maneira

would take over five trillion standard D-cell batteries.

seriam necessárias mais de cinco trilhões de baterias tipo "D-cell".

So scientists use much stronger batteries

Então os cientistas usam baterias mais fortes

and put them one after another.

e colocam-nas uma após a outra.

An earlier accelerator used this method

Um acelerador anterior usou esse método,

and was about a mile long

tinha cerca de uma milha de comprimento

and was equivalent to 30 billion batteries.

e era equivalente a 30 bilhões de baterias.

However, to make an accelerator

Entretanto, construir um acelerador

that is equivalent to five trillion batteries

que fosse equivalente a cinco trilhões de baterias

would require an accelerator 150 miles long.

exigiria um acelerador de 150 milhas de comprimento.

Scientists needed another way.

Os cientistas precisavam de outra maneira.

While electric fields would make a particle go faster,

Enquanto campos elétricos fazem uma partícula acelerar,

magnetic fields make them move in a circular path.

campos magnéticos fazem-na mover-se em círculo.

If you put an electric field along the circle,

Se puser um campo elétrico em algum ponto do círculo,

you don't need to use miles of electric fields,

você não precisa usar milhas de campos elétricos,

you can use a single electric field over and over again.

você pode usar um único campo elétrico repetidamente.

The beams go around the circle,

Os feixes giram em torno do círculo

and each time they gain more energy.

e a cada volta ganham mais energia.

So very high-energy accelerators consist of

Portanto, aceleradores de alta energia compreendem

a short region with accelerating electric fields,

uma pequena região com campos elétricos aceleradores,

combined with long series of magnets

combinados com longas séries de ímãs

that guide the particles in a circle.

que guiam as partículas em um círculo.

The strength of the magnets

A força dos ímãs

and the radius of the circular path

e o raio do círculo

determines the maximum energy of the beam.

determinam a energia máxima do feixe.

Once the beam is zooming along,

Uma vez que o feixe esteja girando,

then the real fun begins,

então começa a verdadeira diversão,

the smashing.

a colisão.

The reason physicists want to get

A razão por que os físicos querem

those particles moving so fast

essas partículas se movendo tão rápido

is so that they can slam them into one another.

é para que elas se choquem umas com as outras.

These collisions can teach us

Essas colisões podem nos ensinar

about the fundamental rules that govern matter,

sobre as leis fundamentais que governam a matéria,

but they'd be impossible without the feat of engineering

mas isso seria impossível sem a proeza de engenharia

that is the particle accelerator.

que é o acelerador de partículas.