Nova versão do chip brasileiro que fará parte do LHC

Com informações da USP - 09/12/2016

O chip brasileiro está sendo testado em institutos parceiro do LHC na Noruega, Suécia, EUA, Rússia e França.
[Imagem: Marcos Santos/USP Imagens]

Sopa de partículas

Engenheiros da USP estão finalizando a versão de testes do chip Sampa.

O pequeno circuito integrado - que mede 9,6 milímetros (mm) x 9 mm - será utilizado no LHC (Grande Colisor de Hádrons), o maior colisor de partículas do mundo.

O Sampa será utilizado em um dos grandes detectores do LHC, o Alice, que mede as colisões de íons de chumbo para estudar o plasma de quarks e glúons, que corresponde a um estado diferenciado da matéria, composto dos elementos mais básicos, "abaixo" dos átomos.

No plasma de quarks e glúons - uma espécie de "sopa de partículas" - os quarks não ficam confinados aos hádrons, como os prótons ou os nêutrons. "A ideia é reproduzir em laboratório um novo estado da matéria que teria existido poucos microssegundos após a grande explosão ou big-bang," explicou o professor Marcelo Gameiro Munhoz.

E é justamente nesta estrutura que o chip Sampa será fundamental para compor os equipamentos que irão "fotografar" com precisão o momento exato das colisões.

Detector

Dentro do Alice, o chip brasileiro deverá instrumentalizar o detector TPC (Time Projection Chamber), o principal sistema de reconstituição das trajetórias das partículas após o choque entre os íons.

O TPC possui uma câmara com gás com 5 metros (m) de diâmetro por 5 m de comprimento. Ao ser atravessado por uma partícula, o gás é ionizado. "Um sensor, situado na extremidade dos detectores, multiplica o número de elétrons arrancados do gás e gera um pulso de carga que é captado por um conjunto de chips, que processa e retransmite os sinais para serem analisados," conta o pesquisador.

Esta é a terceira versão do chip, tendo sido grandemente aperfeiçoada em relação à segunda versão, concluída em 2014. Por exemplo, em vez dos três canais de leitura da versão anterior, o Sampa agora conta com 32 canais, aumentando muito a capacidade de leitura e transmissão de dados.

"Mesmo sendo mais completo, o chip atual poderá passar ainda por mais algumas transformações. O equipamento ainda será testado até a sua conclusão e certamente serão necessários pequenos ajustes," alertou o pesquisador.

Os testes estão sendo realizados nos laboratórios da USP, da Unicamp e da Faculdade de Engenharia Industrial de São Bernardo do Campo, para testes de tolerância à radiação. Desde a primeira versão, o chip vem sendo testado também em institutos parceiros do LHC na Noruega, Suécia, EUA, Rússia e França.