CERN desliga o Grande Colisor de Hádrons para uma transformação de US$ 1,5 bilhão: o que esperar do Long Shutdown 3

Conquistas Científicas da Era LHC

• Descoberta do bóson de Higgs — Em 4 de julho de 2012, as colaborações ATLAS e CMS anunciaram a descoberta de um novo bóson consistente com o bóson de Higgs do Modelo Padrão, completando uma busca de cinco décadas . A descoberta rendeu o Prêmio Nobel de Física de 2013 .
• Run 1 (2010–2012): Primeiras colisões a 3,5 TeV por feixe, um recorde mundial, que levaram à descoberta do Higgs .
• Run 2 (2015–2018): Colisões a 6,5 TeV por feixe; medições de precisão do bóson de Higgs e observação de muitos processos raros .
• Run 3 (2022–2026): Colisões próton-próton e íons pesados continuaram, com o conjunto completo de dados totalizando centenas de inversos de femtobarns .

O Upgrade HL-LHC — Custo e Detalhes Técnicos

• Custo: O HL-LHC é um projeto multi-bilionário em francos suíços. O valor de ~US$ 1,5 bilhão (cerca de 1,5–1,6 bilhão de CHF) é consistente com o orçamento aprovado para o upgrade, embora o número exato varie conforme a moeda e o ano. Os materiais de imprensa do CERN o descrevem como um grande investimento plurianual.
• Aumento de luminosidade: O upgrade visa um aumento de 10 vezes na luminosidade integrada, podendo chegar a 3000 fb⁻¹ no total .
• Novos ímãs supercondutores: Ímãs quadrupolos mais potentes de 12 teslas (os tripletes internos) focarão os feixes de forma mais intensa, em comparação com os 8 T do LHC atual .
• Cavidades crab: Cavidades crab supercondutoras de radiofrequência inclinarão os pacotes de partículas antes da colisão para maximizar a sobreposição frontal, corrigindo a perda geométrica de luminosidade .
• Outros upgrades: Novos colimadores, blindagens e detetores atualizados (ATLAS, CMS, ALICE, LHCb) fazem parte do LS3 .

Reinício Esperado e Capacidades Futuras

• A coleta de dados deve começar em 2030, no mínimo .
• Medições de precisão do Higgs — O HL-LHC produzirá cerca de 15 milhões de bósons de Higgs por ano, permitindo estudos detalhados dos acoplamentos e auto-interações do Higgs.
• Busca por matéria escura — A maior luminosidade aumenta a sensibilidade a partículas massivas de interação fraca (WIMPs) e a outros sinais além do Modelo Padrão.
• ~30% maior alcance de descoberta para novas partículas pesadas — o conjunto de dados substancialmente maior estende a faixa de massa na qual novas partículas podem ser descobertas ou excluídas em comparação com o LHC atual .

Nota: A expressão "corrida de 18 anos" é uma aproximação que abrange desde as primeiras colisões (2010) até o Run 3 (2026), embora a máquina tenha sido desligada para o LS2 (2019–2021) e outras manutenções periódicas. A era operacional é mais próxima de ~13 anos de tempo real de colisão ao longo de 16 anos civis.