Você já imaginou um lugar tão hostil que fritaria seu celular em segundos? Bem-vindos ao interior do LHC (Grande Colisor de Hádrons), onde cientistas estão recriando as condições
Você já imaginou um lugar tão hostil que fritaria seu celular em segundos? Bem-vindos ao interior do LHC (Grande Colisor de Hádrons), onde cientistas estão recriando as condições logo após o Big Bang! Mas como coletar dados nesse inferno eletrônico? A resposta: chips super-resistentes criados em laboratórios acadêmicos, uma verdadeira saga de inovação que nos faz lembrar dos engenheiros da NASA nos anos 60.
Aceleradores de partículas como o LHC são máquinas incríveis que disparam partículas quase na velocidade da luz, criando mini-explosões de energia. O problema é que essa radiação torra qualquer componente eletrônico comum. E como os dados precisam ser coletados o mais próximo possível dessas colisões, os cientistas precisam de eletrônicos que aguentem o tranco. É como tentar usar um Game Boy em Marte!
Componentes comerciais? Esquece! O mercado de chips ultra-resistentes é tão nichado que as grandes fabricantes não investem nisso. A solução? “Se quer algo bem feito, faça você mesmo”, diriam os cientistas, que arregaçaram as mangas e começaram a criar seus próprios chips.
“A indústria não vê vantagem, então a academia teve que entrar em cena,” explica o professor Peter Kinget, da Universidade de Columbia. E ele manda um spoiler: “As próximas descobertas do LHC serão impulsionadas por um chip da Columbia e medidas por outro.” É como se cada chip fosse um personagem crucial de um anime de ficção científica, cada um com sua função vital.
Os heróis dessa história são os conversores analógico-digitais (ADCs), que transformam os sinais elétricos das colisões em dados digitais. No detector ATLAS, por exemplo, esses chips capturam os rastros eletrônicos deixados pelas partículas em um tanque de argônio líquido super-resfriado. Detalhe: chips comuns “fritaram” nos testes, como relata Rui Xu, membro da equipe.
Em vez de inventar novos métodos de fabricação do zero, a equipe usou processos comerciais de semicondutores e aprimorou as técnicas de circuito. Eles escolheram e dimensionaram os componentes com precisão, organizando tudo para minimizar os danos da radiação. É como montar um PC gamer com peças de alta performance, mas com o desafio extra de blindá-lo contra um apocalipse.
E não para por aí! Os cientistas também criaram sistemas digitais que detectam e corrigem erros em tempo real. O resultado? Chips que aguentam as condições extremas do LHC por mais de uma década. Uma durabilidade invejável, digna de um filme de ficção científica!
O primeiro chip, chamado de gatilho do ADC, é como um porteiro VIP que filtra um bilhão de colisões por segundo, escolhendo apenas os eventos mais promissores. Já o segundo chip, o ADC de aquisição de dados, digitaliza os sinais selecionados. É um trabalho em equipe perfeito, como os membros de uma tripulação de nave espacial explorando o desconhecido.
O primeiro chip já está validado no detector ATLAS, e o segundo está quase pronto para ser instalado na próxima atualização do LHC. Preparem-se, porque esses chips “invencíveis” estão prestes a nos revelar segredos do universo que nem imaginávamos!
