Como superlaboratório brasileiro pode ajudar a construir maior acelerador de
partículas do mundo

Experiência acumulada no Sirius coloca pesquisadores do país no centro dos
estudos do Colisor Circular do Futuro. Cooperação envolve transferência de
conhecimento e articulação com indústria.

Mapa mostra localização dos colisodres LHC e FCC, entre França e Suíça — Foto:
CERN/Reprodução

Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em
Campinas (SP), participam do desenvolvimento do Colisor Circular do Futuro (FCC), projeto
liderado pelo Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN) e considerado uma das
grandes missões científicas do século.

Projetado para ser o maior acelerador de partículas do planeta, o FCC prevê a
construção de um túnel subterrâneo de quase 100 quilômetros de circunferência,
entre França e Suíça, o equivalente a cerca de 193 vezes o tamanho do
superlaboratório Sirius, localizado no CNPEM.

Ainda em fase de estudos de viabilidade, o projeto deve levar décadas para se
concretizar. A previsão é que a primeira de duas máquinas entre em operação na
década de 2040, enquanto a segunda só deve funcionar a partir de 2070.

O objetivo do novo colisor é alcançar 100 teraelétronvolts (TeV) de energia,
um patamar sem precedentes. Para comparação, em 2012 o “irmão mais novo” do FCC,
o Grande Colisor de Hádrons (LHC), bateu o recorde mundial ao atingir 8 TeV.

O FCC deve permitir que os cientistas investiguem questões fundamentais ainda
sem resposta na física, como a natureza da matéria escura e o papel do bóson de
Higgs na evolução do Universo, por exemplo.

Com energia e precisão muito superiores às dos aceleradores atuais, a ideia é
que o novo colisor revele partículas desconhecidas e abra caminho para uma
compreensão mais profunda das leis que regem a matéria.

Com potencial para elevar ciência, Laboratório Sirius atrai atenção
internacional

Antes de decidir pela construção do novo colisor, o CERN precisa avaliar desde a
viabilidade técnica e financeira até impactos ambientais, territoriais e de
infraestrutura. Esse estudo envolve equipes do mundo todo e deve durar vários
anos.

O futuro túnel precisa ser instalado em uma região geologicamente estável, longe
de áreas sensíveis e com espaço suficiente para abrigar até oito pontos de
acesso na superfície, o que já é um desafio por si só.

Além disso, a estrutura deverá comportar duas máquinas diferentes ao longo de
cerca de 70 anos: primeiro o FCC-ee, um colisor voltado para medições de altíssima precisão;
e depois o FCC-hh, capaz de atingir energias muito maiores que as do LHC.

O estudo mobiliza mais de 150 instituições e empresas. A ideia é combinar
conhecimento científico com tecnologias capazes de tornar o colisor mais
eficiente, sustentável e barato de operar.

O CNPEM deve contribuir justamente onde acumulou experiência ao construir o
Sirius: no desenvolvimento de soluções técnicas para aceleradores e,
principalmente, na articulação com uma indústria capaz de fabricar componentes
de alta complexidade.

Segundo James Citadini, diretor-adjunto de Tecnologia do CNPEM, a parceria
com a instituição europeia já vem de longa data e inclui operações voltadas à
transferência de conhecimento. Em 2020, essa cooperação foi formalizada com a
assinatura de um acordo entre as duas instituições.

A cooperação abrange desde estudos em instrumentação científica até o
desenvolvimento de tecnologias voltadas à redução do consumo de energia, um dos
principais desafios de um equipamento desse porte.

O modelo adotado no Sirius — que integrou pesquisa, engenharia e a articulação
com empresas capazes de produzir componentes de altíssima precisão — também
deve ser aproveitado pelo CERN, que já mapeia fornecedores em todo o mundo para
o futuro colisor.

A indústria nacional se capacitou fornecendo para o Sirius e hoje tem um grande
potencial de fornecimento para o CERN. A gente precisa começar a desenvolver
esse projeto e construir essa parceria. A ideia é replicar um pouco o modelo que
adotamos no Sirius, em que os projetos eram pensados junto com a indústria
nacional e iam sendo ajustados à capacidade tecnológica das empresas para o
fornecimento. E o CERN concordou com essa abordagem.

As conclusões dessa etapa de viabilidade devem orientar as decisões
internacionais sobre o futuro do FCC. Se tudo avançar como previsto, a
construção só começará depois de meados dos anos 2030.

Para Citadini, a cooperação entre o CNPEM e o CERN vai além da colaboração
científica e representa um avanço para a autonomia tecnológica do Brasil.
Segundo ele, projetos dessa escala criam demandas que impulsionam diretamente o
desenvolvimento da indústria nacional.