A vida do LEP

A construção do LEP no CERN, perto de Genève, na Suíça. foi um projecto ambicioso, não apenas pela construção de um acelerador que excedia os padrões do seu tempo, tanto em tecnologia como em tamanho, e dos respectivos detectores, mas também pelos 27 km de túneis a cerca de 100 m de profundidade com quatro grandes cavernas para alojar os detectores.

A história do LEP começou no final dos anos 70, quando os físicos pertencentes aos estados-membros do CERN se juntaram para discutir o futuro a longo prazo da física das altas energias europeia. Um novo quadro de partículas e forças fundamentais emergia e o LEP era a máquina que o iria estudar.

 Existindo uma tradição de aceleradores de protões, a ideia de um colisionador electrões-positrões era inovadora no CERN, mas, como os resultados destas colisões são muito mais simples de analisar do que os das colisões protões-antiprotões, a proposta de criação do LEP foi finalmente aceite e formalmente aprovada em 1981. Os trabalhos de engenharia civil começaram a 13 de Setembro de 1983. Os presidentes dos dois países anfitriões do CERN, François Mitterrand da França e Pierre Aubert da Suíça, colocaram uma placa comemorativa da inauguração. Embora muitas das infra-estruturas necessárias do novo acelerador já estivessem prontas (tal como o complexo do acelerador para pré-acelerar os electrões e os positrões para injectar no LEP), eram necessária outras. A maior de todas era o túnel de 27 km para alojar a máquina, assim como os espaços experimentais e os edifícios a superfície. Também eram necessários os túneis de transferência a ligar o Super Proton Synchrotron ao LEP, assim como os edifícios do acelerador linear, e os anéis de armazenamento para criar e acumular electrões e positrões. Apesar da dimensão da obra, o progresso foi impressionante. No final de 1984, os edifícios para o acelerador linear e para o acumulador electrão-positrão estavam completos, e 10 dos 18 acessos aos subterrâneos tinham sido escavados.

Todos os ímanes tinham sido fabricados e estavam prontos para a instalação em finais de 1987. Os dipolos magnéticos inovadores eram feitos de placas de aço intervaladas com cimento. O LEP também tinha ímans quadrupolares de focagem, e ímanes sextupolares para corrigir o momento dos feixes de partículas. O conjunto completo de ímanes do LEP era constitutuído por 3368 dipolos, 816 quadrupolos, 504 sextupolos, e outros 700 ímans para pequenas correcções das órbitas dos feixes.

A 8 de Fevereiro de 1988 teminou a escavação do túnel: as duas pontas do anel de 27 km juntaram-se com apenas 1 cm de erro. Um feixe foi injectado nos primeiros 2,5 km do anel no final do mesmo ano, e a 14 de Julho de 1989 circulou o primeiro feixe por todo o anel. As colisões surgiram um mês depois, a 13 de Agosto, apenas 5 anos e 11 meses após a cerimónia de inauguração.

Durante o seu tempo de vida o LEP teve vários upgrades. Na altura em que foi encerrado, a sua energia era mais do dobro daquela com que tinha começado. Mesmo quando o LEP estava a ser planeado, criou-se um programa de pesquisa e desenvolvimento em cavidades aceleradoras supercondutoras para permitir ao acelerador atingir energias mais altas. Novas cavidades foram instaladas de 1996 a 1998 um total de 272 cavidades supercondutoras que forneciam energia suficiente para produzir colisões com a energia máxima de 189 GeV. As últimas 16 cavidades foram instaladas em 1999, aumentando a energia total para 192 GeV. Mesmo assim, os engenheiros do LEP decidiram aumentar as cavidades supercondutoras além do limite recomendado. Em Setembro de 1999 a energia das colisões era de 202 GeV, tendo permanecido neste valor até ao final desse mesmo ano. Então os físicos do CERN quebraram todas as barreiras para aumentar a energia do acelerador ao máximo, a fim de maximizar as hipóteses de uma nova descoberta. Oito cavidades de cobre mais antigas foram postas ao serviço e os limites das cavidades supercondutoras foram novamente incrementados. Apesar de estarem previstas colisões electrão-positrão de energias até 200 GeV, o LEP atingiu um valor final de 209 GeV, dando as experiências uma última hipótese para explorar território desconhecido, antes do seu encerramento no final de 2000.

Foram notáveis as descobertas em Física de Partículas efectuadas graças ao LEP. Membros de governos de todo o mundo juntaram-se no CERN a 9 de Outubro de 2000 para celebrar as realizações do LEP e os seus 11 anos de vida operacional. Dois meses mais tarde, os engenheiros começaram a desmontar a máquina para dar espaço ao Grande Colisionador de Hadrões, LHC, o novo acelerador que devia para levar a física a outros domínios.

Raimundo Martins