O futuro da física de partículas na Europa
"Numa sessão aberta realizada em modo virtual, o Conselho do CERN adoptou unanimemente a actualização da estratégia que deverá guiar o futuro da física de partículas na Europa. As recomendações destacam o potencial científico, tecnológico, económico e de capital humano da física de partículas "
Uma sessão dedicada ao impacto em Portugal da Estratégia decorrerá no dia 2 de Julho às 14h30, com a presença do Ministro da Ciência, Tecnologia e Ensino Superior, Manuel Heitor, e a intervenção remota da Directora-Geral do CERN, Fabiola Gianotti (página web da sessão).
A actualização de 2020 da Estratégia Europeia para a Física de Partículas propõe simultaneamente uma visão para o futuro próximo e uma visão de longo prazo, mantendo assim a Europa no papel de líder na física de partículas e nas tecnologias inovadoras que desenvolve. As grandes prioridades são o estudo do bosão de Higgs e a exploração da fronteira de alta energia: duas formas fundamentais e complementares de abordar as grandes questões em aberto na física de partículas.
"A Estratégia é, acima de tudo, guiada pela ciência e apresenta as prioridades científicas para esta área,” diz Ursula Bassler, presidente do Conselho do CERN. “O Grupo Europeu de Estratégia (ESG) — um órgão específico criado pelo Conselho — liderou com sucesso a reflexão para a qual contribuíram várias centenas de físicos europeus.” A visão científica delineada na estratégia deve servir de orientação ao CERN e permitir uma política científica coerente na Europa.
Por agora, sucesso do LHC a alta luminosidade (HL-LHC), para o qual estão em curso melhoramentos do acelerador e dos detectores das quatro experiências, deve permanecer no centro das preocupações da física de partículas europeia. A Estratégia enfatiza a importância de reforçar a investigação e desenvolvimento (I&D) em tecnologias avançadas de aceleradores de partículas, bem como em infraestruturas de computação, como pré-requisitos necessários a todos os projectos futuros. Salienta ainda os inúmeros potenciais benefícios para a sociedade deste esforço de I&D.
O documento destaca como prioridade após o LHC a construção de uma “fábrica de Higgs”. Este futuro colisionador electrão-positrão permitiria medir com grande precisão as propriedades do bosão de Higgs, descoberto em 2012 no LHC. Seria instalado numa escala de tempo inferior a 10 anos após a exploração total do HL-LHC, que deve terminar o funcionamento em 2038.
A outra prioridade da Estratégia é que a Europa, em colaboração com a comunidade internacional, realize o estudo de viabilidade para um colisionador de hadrões de nova geração com a energia mais alta possível, preparando-se para os objectivos científicos de longo prazo de exploração da fronteira de alta energia, e tendo um colisionador electrão-positrão como possível primeiro passo.
Recomenda-se ainda que a Europa continue a apoiar os projectos de física de neutrinos no Japão e nos EUA. É também destacada como importante a colaboração com áreas científicas próximas, nomeadamente a física das astropartículas e a física nuclear, bem como a colaboração continuada com os países não-Europeus.
“Esta é uma estratégia muito ambiciosa, que proporciona um futuro brilhante à Europa e ao CERN. Continuaremos a investir em programas de cooperação fortes entre o CERN e os centros de investigação europeus,” declarou Fabiola Gianotti, directora-geral do CERN, “pois estes são essenciais para o progresso científico e tecnológico sustentável, assim como os benefícios sociais que acarretam.”
Mário Pimenta, Delegado de Portugal ao Conselho do CERN e Presidente do LIP — Laboratório de Instrumentação e Partículas, considera que esta Estratégia “abre o caminho à exploração de novas fronteiras do conhecimento e vai manter a Europa na liderança da ciência e da tecnologia,” o que, acrescenta, “se traduzirá, como no passado, em enormes impactos directos na sociedade e no desenvolvimento. A web foi inventada no CERN e os tratamentos oncológicos com protões utilizam as tecnologias de aceleradores desenvolvidas no CERN.”
O CERN foi a primeira organização científica internacional de que Portugal se tornou membro, em 1985, pela mão de José Mariano Gago. O País tem hoje uma sólida participação no programa da instituição, em particular no LHC, sendo membro das experiências ATLAS e CMS do LHC desde o início, através do LIP. Os grupos Portugueses em ATLAS e CMS estão neste momento empenhados no melhoramento dos detectores com vista ao HL-LHC, em que a indústria portuguesa tem também um papel fundamental. Um longo caminho foi percorrido na transferência de conhecimento e de tecnologia para a sociedade, em particular com o envolvimento da indústria portuguesa no CERN e com os programas de formação para jovens engenheiros e para professores, impulsionados por Gaspar Barreira, antigo Delegado de Portugal ao Conselho do CERN, que também teve um papel fundamental na criação da primeira Estratégia Europeia nesta área, aprovada em Lisboa em 2006.
Além do retorno científico, as grandes infraestruturas de investigação, como o CERN, têm um vasto impacto social no que diz respeito ao capital tecnológico, económico e humano. Os avanços na instrumentação têm aplicações em áreas como as tecnologias médicas e biomédicas, as aplicações aeroespaciais, a salvaguarda do património cultural, a inteligência artificial, a produção de energia, a data science ou a robótica. A indústria é um parceiro fundamental, e a colaboração entre as grandes infraestruturas de investigação e parceiros industriais promove a inovação. No que diz respeito ao capital humano, a formação de jovens cientistas, engenheiros e profissionais de diversas áreas é uma parte essencial dos programas de física de partículas, que assim contribuem com profissionais talentosos para a indústria e para outras áreas da sociedade.
Finalmente, a estratégia destaca como aspectos importantes as considerações ambientais e a importância da ciência aberta."O impacto ambiental das actividades de física de partículas deve continuar a ser cuidadosamente estudado e minimizado. Um plano detalhado para a minimização do impacto ambiental e para a poupança e reutilização de energia deve fazer parte do processo de aprovação de qualquer grande projeto,” lê-se no relatório. As tecnologias desenvolvidas para minimizar o impacto ambiental de futuras instalações poderão encontrar aplicações mais gerais na proteção ambiental.
A atualização da Estratégia Europeia para a Física de Partículas anunciada hoje teve início em Setembro de 2018, quando o Conselho do CERN criou o ESG com a missão de coordenar o processo, o ESG. O ESG trabalhou em estreita ligação com a comunidade científica. Mais de cem contribuições foram discutidas durante o Simpósio Aberto realizado em Granada, Espanha, em Maio de 2019, e incorporadas no “Physics Briefing Book”, um resumo científico objectivo das contribuições da comunidade, preparado pelo grupo de trabalho dentro do ESG. O ESG chegou às recomendações finais durante uma semana de trabalho que decorreu na Alemanha em Janeiro de 2020, e apresentou-as ao Conselho do CERN em Março. O seu anúncio público, programado para 25 de Maio mas adiado devido à pandemia de Covid-19, foi agora realizado.