Chip brasileiro detectará colisões no LHC

Com informações da Agência USP - 28/05/2015

O chip mede 9 x 9 milímetros.
[Imagem: Agência USP/Marcos Santos]

Detector do Big Bang

Em meados de julho deste ano, uma equipe de físicos e engenheiros da USP deverá concluir a segunda versão do protótipo de um chip que será fundamental em um dos experimentos do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Colider).

Apelidado de SAMPA, o chip de apenas 9 milímetros x 9 milímetros integrará o experimento ALICE (A Large Ion Collider Experiment), um dos quatro grandes detectores do LHC - os outros três grandes detectores são ATLAS, CMS e LHCb.

"No início deste ano, o LHC retomou suas atividades e está previsto um novo upgrade para o ano de 2020", conta o professor Marcelo Munhoz um dos responsáveis pelo desenvolvimento do chip.

De acordo com o pesquisador, no experimento ALICE serão realizadas medições das colisões de íons pesados - íons de chumbo - para estudar o chamado Plasma de Quarks e Glúons, que corresponde a um estado composto pelos elementos mais básicos da matéria.

"A ideia é reproduzir em laboratório um novo estado da matéria que teria existido poucos microssegundos após a grande explosão ou Big Bang," explica Munhoz.

Será justamente nesta estrutura que o chip SAMPA será fundamental para compor os equipamentos que irão fotografar com precisão o momento exato de tais colisões.

Chip Sampa montado na placa de testes.
[Imagem: Agência USP/Marcos Santos]

Chip Sampa

O chip SAMPA também vem sendo estudado pelo grupo para outras aplicações, como na medição de nêutrons emitidos em reatores nucleares e na utilização para sistemas de raios X "coloridos", onde se registra uma imagem detalhando a frequência do raio X emitido.

Esse sistema, baseado no chip SAMPA, tem a grande vantagem de propiciar imagens grandes em um curto intervalo de tempo, o que significa uma baixa exposição à radiação, ao contrário dos sistemas mais comumente utilizados atualmente para essa aplicação.

O chip SAMBA está sendo desenvolvido por uma equipe coordenada pelos professores Marcelo Gameiro Munhoz e Marco Bregant (Instituto de Física), Wilhelmus Van Noije, Hugo Hernandez e Brunos Sanches (Poli).

Protótipos

"Até o ano de 2018 deveremos produzir e entregar 80 mil chips que serão utilizados em dois detetores do experimento ALICE," contou Munhoz. "O primeiro protótipo foi entregue no final do ano passado. O novo, que é a segunda versão, deverá ser produzido em julho e ainda aguardamos a aprovação do projeto para a produção dos chips finais."

Toda a produção dos protótipos é feita em Taiwan, já que no Brasil ainda não existem indústrias capazes de produzi-los.

O desenvolvimento dos primeiros protótipos conta com um investimento da ordem de R$ 1 milhão, com recursos da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). A expectativa é que o protótipo definitivo seja concluído em 2016.

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