Parceria entre físicos e engenheiros da USP irá desenvolver tecnologias para grandes experimentos internacionais

União entre Instituto de Física e Escola Politécnica tem como objetivo a produção de chips que poderão ser utilizados tanto no CERN quanto em novos experimentos do Brookhaven National Laboratory

O Large Hadron Collider (LHC) começou a operar em setembro de 2008 e tem 27 quilômetros de circunferência. [Imagem: Wikimedia Commons]

Pesquisadores do Instituto de Física (IF) e da Escola Politécnica (EP) da Universidade de São Paulo (USP) se uniram para desenvolver tecnologias que poderão operar em laboratórios de física de partículas em todo o mundo. O projeto, intitulado Salsa, tem como objetivo a produção de chips destinados a atender às necessidades de uma nova geração de detectores de partículas, como os localizados no Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (Cern), na Suíça, e no Brookhaven National Laboratory (BNL), Estados Unidos.

Os chips do projeto permitirão aos detectores uma maior captura de dados se comparados à geração anterior, os chips Sampa (Serialized Analog-digital Multi-Purpose Application-specific integrated circuit), também desenvolvidos pela parceria entre o IF e a EP. Esse trabalho em conjunto se iniciou há cerca de 15 anos, com a missão de atualizar o experimento Alice (A Large Ion Collider Experiment, em inglês), um dos nove detectores do Large Hadron collider (LHC), como explica o professor da EP Bruno Sanches.

O pesquisador conta que os chips Salsa têm sido desenvolvidos há aproximadamente 3 anos, e que já estão em finalização: “A gente espera receber os primeiros protótipos no começo do ano que vem”, revela. Os novos aparelhos estão sendo projetados para serem utilizados tanto no Cern quanto no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC), acelerador de partículas localizado no BNL, onde terão seu primeiro uso. O professor diz ainda que esses chips também poderão funcionar em outros lugares, assim como aconteceu com os Sampa.

Funcionamento dos Salsa

Conforme explica o pesquisador, são realizadas colisões extremamente energéticas com partículas dentro de detectores como o Alice, o que permite aos cientistas o estudo da matéria em seus momentos iniciais de formação. Os chips coletam o caminho feito por essas partículas após as colisões, funcionando como se fossem “os olhos” do experimento: “Esse chip vai tirar como se fosse um vídeo do caminho que essas partículas fazem”, diz Sanches. “É como se o chip tirasse uma foto das pegadas que as partículas deixaram ali, enquanto viajavam em altíssima velocidade.”

Além do projeto Salsa, o grupo do qual Sanches faz parte está desenvolvendo, em colaboração com instituições italianas, novas tecnologias de microeletrônica e infraestrutura de hardware para o Time of Flight, futuro detector do experimento Alice que mede o tempo de vôo das partículas produzidas nas colisões. A tecnologia destes aparelhos será baseada na arquitetura MAPs (Monolithic Active Pixel Sensors), que integra sensores e eletrônica em um único substrato de silício. Este projeto terá desenvolvimento próprio para o Cern, fazendo parte de atualizações  futuras do laboratório.

O desenvolvimento do chip Sampa – batizado em homenagem à cidade de São Paulo – para o experimento Alice data de 2012. [Imagem: Wikimedia Commons]

Soberania tecnológica 

O pesquisador avalia que a produção brasileira de ferramentas desse tipo é muito  importante para o desenvolvimento tecnológico do País: “O domínio da  microeletrônica e da eletrônica está envolvido em praticamente toda a nação evoluída  hoje em dia”, argumenta.

Para ele, o domínio de habilidades na área da microeletrônica permite que o Brasil não  dependa da importação de modelos vindos de outras nações, observando que a  sociedade, atualmente, é “totalmente dependente da eletrônica e das redes.”

FONTE: AUN – USP