Nessas visitas virtuais, organizadas com o apoio da FAPERJ, por meio do edital Apoio à Melhoria de Ensino nas Escolas Públicas, os alunos literalmente puderam viajar pelo universo das partículas invisíveis: quarks, léptons, bósons, múons.... A próxima visita já está marcada para o dia 22 e, pela primeira vez, será aberta ao público interessado.
“Embora há muito já se saiba da existência desses elementos, a física de partículas não faz parte do conteúdo curricular do ensino médio ou até mesmo de cursos de graduação. Portanto, essa visita acaba contribuindo para complementar a formação pedagógica dos estudantes”, afirmou o professor José Manoel Seixas, do programa de Engenharia Elétrica da Coppe, um dos coordenadores da equipe brasileira no Atlas, o maior dentre os conjuntos de detectores de partículas que atuam no maior acelerador de partículas do mundo, o Large Hadron Collider (LHC), com 27 km de extensão.
O tema, instigante mesmo para leigos, desperta especial interesse nos jovens cujas vocações se inclinam para as ciências exatas. Como é o caso de Thalia Araújo, 15 anos, aluna do curso de Telecomunicações do Cefet. "Eu gosto muito de astronomia e física, e penso em fazer engenharia. A palestra foi muito importante para todos nós que estamos aqui", afirmou a caçula da turma.
A aluna Natali Souza, de 16 anos, do curso de Automação Industrial, questionou o professor se haveria partículas ainda menores. Seixas explicou que em alguns estudos de física teórica, como a teoria das cordas, há previsão de partículas ainda menores, na escala de 10⁻³⁴m. "Mas não há tecnologia disponível para comprovar estas teorias. Temos capacidade de resolução para visualizar até os quarks, dentro dos prótons. A física experimental busca comprovar o que a física teórica modelou. Levamos 50 anos para descobrir o bóson de Higgs", acrescentou o professor da Coppe.
Visitando o maior acelerador de partículas do mundo
A visita começa na exposição Exploradores do Conhecimento, no nicho "A recriação do começo dos tempos", no Espaço Coppe Miguel de Simoni, que conta a história da longa colaboração da Coppe com o Cern. Os alunos assistem a uma apresentação sobre o Cern, laboratório europeu, que dispõe do maior acelerador de partículas do mundo, o LHC (Large Hadron Collider), na fronteira franco-suíça, e conjuntos de detectores de partículas, dentre os quais, o Atlas (com 22 metros de altura, 44 metros de comprimento e 7 mil toneladas, é o maior). A apresentação contou com os vídeos didáticos sobre aceleração de partículas, choque de prótons e o Big Bang, fenômeno aceito como a mais provável causa da origem do universo, disponibilizados neste nicho da exposição permanente do Espaço Coppe.
Em seguida, os alunos conversaram, por videoconferência, com o pesquisador Denis Damásio, no Atlas Visitor Center. Doutor em Engenharia Elétrica formado pela Coppe, Damásio é pesquisador no Laboratório Nacional de Brookhaven (Estados Unidos) e está lotado no Cern, desde 2005.
O pesquisador mostrou diversas imagens das instalações do Atlas e explicou como se dá o processo de aceleração e colisão de partículas. Segundo Damásio, os feixes de partículas geram 40 milhões de colisões por segundo, mas a maior parte delas gera fenômenos físicos já conhecidos e que, portanto, não interessam aos pesquisadores. Composto por detectores de partículas, o Atlas teve um importante papel na descoberta do bóson de Higgs - a chamada "partícula de Deus", uma das mais complexas pesquisas desenvolvidas até hoje para decifrar a origem do universo, que deu aos cientistas Peter Higgs e François Englert o Prêmio Nobel de Física, em 2013.
Os fenômenos potencialmente interessantes para os pesquisadores são separados por um processo de filtragem online. "É como se separássemos o trigo e o joio. A informação gerada por um ano de atividade do LHC é suficiente para formar uma pilha de CD´s de 20 km de altura", comparou Seixas.
A Coppe também é responsável por 90% dos sistemas de engenharia de software que dão apoio à coordenação técnica do Atlas, rastreando os equipamentos que passam por manutenção, inclusive aqueles que estiveram expostos à radioatividade. Os sistemas também acessam as informações dos milhões de componentes do Atlas, otimizando o processo de trabalho e alocando recursos técnicos e humanos de maneira eficaz.
Um aprendizado prático e eficiente
De acordo com o professor Seixas, essa visita virtual promovida pela Coppe complementa a formação pedagógica dos estudantes. “Os currículos do ensino médio ainda não foram atualizados de modo a contemplar a moderna física de partículas. Alguns currículos acadêmicos não incorporaram ainda o estudo das partículas subatômicas”, afirmou o professor.
O ensino tradicional de Física difunde que as menores partículas que formam o átomo são os prótons, os nêutrons e os elétrons. Porém somente estas últimas são indivisíveis. "Nêutrons e elétrons não estão entre as partículas fundamentais da matéria, pois são formados por outras partículas subatômicas, como quarks e léptons", explicou Seixas.
Essa é a terceira vez que a professora de Física do Cefet, Marta Máximo, traz seus alunos para participar da visita virtual. O interesse pela física de partículas não é recente. Em 2010, a professora visitou o laboratório europeu por oito dias, após ter sido aprovada no projeto Escola de Física Cern, de iniciativa da Sociedade Brasileira de Física.
Com o conhecimento previamente adquirido, Marta preparou seus alunos do 2º ano do ensino médio, dos cursos de Telecomunicações e de Automação Industrial, com uma palestra sobre física de partículas e as atividades do Cern. "Fazemos também atividades com jogos para que não seja algo tão expositivo. Abordamos o tema antes da visita em sala de aula e na próxima aula repassaremos o que foi aprendido hoje, para que eles possam tirar dúvidas", explicou.
"Como o currículo oferecido pelo Cefet mescla o conteúdo obrigatório do ensino médio com o conteúdo específico da formação técnica, os alunos têm contato com produção científica. O colégio lhes dá uma preparação que permite que eles venham aqui e façam perguntas pertinentes", explicou a professora, orgulhosa da ótima impressão que seus alunos causaram com as perguntas inteligentes feitas ao professor José Manoel Seixas e ao pesquisador Dênis Damásio.
Marta elogiou a iniciativa da Coppe de promover as visitas, garantindo transporte e lanche aos alunos, e guiando-os na exposição Exploradores do Conhecimento, com os monitores do Espaço Coppe, e realizando a videoconferência com o Atlas. "Acho ótimo, pois este tipo de conhecimento é muito específico e ter uma estrutura como a da Coppe, com experimentos e simulações, possibilita que os alunos visualizem assuntos que são abordados em sala de aula. Com certeza é uma complementação pedagógica importante, mesmo que o aluno não decida fazer engenharia. Eles vão ter uma visão de ciência, que uma pessoa com formação comum não teria. Além disso, a UFRJ é um local de interesse para os alunos seguirem os seus estudos", enfatizou a professora.
Na opinião do estudante Hugo Francellino, de 17 anos, a visita acrescenta muito ao conhecimento geral. "O ensino especializado nos passa o que a gente precisa para ser técnico. Essas visitas servem para tirar dúvidas que são comuns no dia a dia. A visita ao Atlas foi mais interessante ainda. A professora Marta fez uma palestra que já tinha aguçado a nossa curiosidade", afirmou Hugo, que cursa Automação Industrial.
As próximas visitas serão realizadas nos dias 22 e 29 de junho. No dia 22, será aberta ao público em geral. O roteiro começa às 14 horas, no nicho 8 da exposição “Exploradores do Conhecimento”, instalada no Espaço Coppe Miguel de Simoni, que fica no Bloco I 2000, Centro de Tecnologia da UFRJ, Cidade Universitária.
Ascom Faperj com informações da Assessoria de Comunicação Social da Coppe
