FMT

Nos últimos anos um considerável progresso no entendimento da matéria em condições extremas de temperatura, similares àquelas ocorridas pouco após o Big-Bang, vem sido realizado através da análise dos dados adquiridos pelos experimentos do RHIC (Relativistic Heavy Ion Collider). Um novo salto de conhecimento é esperado nos próximos anos quando os dados do LHC (Large Hadron Collider) estiverem analisados. O conhecimento atual sugere que a transição de fase da matéria ordinária para o plasma de quarks e glúons observado no RHIC não seja de primeira ordem. Nesse caso, um intenso programa de pesquisa vem sendo desenvolvido para tentar estudar essa transição de fase e, eventualmente, medir a localização de um possível ponto crítico no diagrama de fases da matéria nuclear. Ademais, quarks pesados produzidos em colisões ultra relativísticas propiciam uma investigação detalhada acerca das propriedades microscópicas do plasma criado nestas colisões. Por serem produzidos principalmente através da fusão inicial de glúons, qualquer modificação ocorrida em colisões p+A e A+A, em relação a colisões p+p, indica uma modificação devido ao meio criado. Neste projeto propomos um plano de pesquisa para investigação das propriedades do plasma de quarks e glúons produzido no RHIC e no LHC, através das colaborações STAR e ALICE.

Projeto individual FAPESP, processo número 2011/03164-9

Os detectores gasosos de radiação sempre desempenharam um papel vital no desenvolvimento da física nuclear. A recente tecnologia de Detectores Gasosos Micro-Estruturados (MPGDs, do inglês) tornou-se amplamente adotada nos experimentos de física de alta energia devido à sua relação custo-benefício para medidas de áreas grandes, baixo custo de material e alta resistência à radiação. Uma comunidade internacional tem trabalhado para melhorar a resolução espacial e temporal, além de estender a capacidade de taxa de eventos dos MPGDs. A verdade é que nenhuma outra tecnologia de detector oferece uma diversidade semelhante de usos. Recentemente, o grupo de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade de Nottingham (UoN) começou a trabalhar para viabilizar a prototipagem rápida com manufatura aditiva (impressão 3D), visando flexibilidade de projeto na busca de novas geometrias que otimizem o sensor. Este projeto pretende dar continuidade a este esforço inovador. Além disso, com as técnicas analíticas avançadas para caracterização de materiais e superfícies do National Physical Laboratory (NPL), um nível de precisão e sensibilidade sem precedentes favorecerá um profundo entendimento do envelhecimento e da degradação do sensor. Otimização e longevidade são duas restrições para a tecnologia de MPGDs que, se não forem abordadas, impedem parcial ou totalmente os futuros experimentos em física de altas energias.Além disso, a segunda fase do projeto inclui a transferência de tecnologia. A ideia é construir um protótipo e estudar formas de introduzir a tecnologia MPGDs no mercado. O possível benefício é a redução de custos de equipamentos radiográficos e tomográficos, impactando áreas como agricultura com inspeção de qualidade de grãos, segurança com radiografia de sacolas, veterinária com radiografia e tomografia de pequenos animais, bem como na geologia e petróleo por microtomografia de rochas e sedimentos.

A participação ao longo dos últimos anos das instituições paulistas de pesquisa em grandes colaborações de Física de altas energias, em grande parte financiada pela FAPESP, tem apresentado resultados importantes para a Ciência brasileira, como o desenvolvimento do chip SAMPA, um produto de alta tecnologia que hoje é empregado em diversos experimentos similares pelo mundo afora, e o estudo de aspectos fundamentais da natureza, como a origem da massa das partículas. Este projeto tem como objetivo subsidiar a participação dos grupos paulistas durante os próximos cinco anos nos experimentos ALICE e ATLAS, do acelerador LHC (Large Hadron Collider), e na colaboração para pesquisa e desenvolvimento em instrumentação nuclear, RD51, todos situados no laboratório europeu CERN. Ao agregar a participação paulista em três colaborações do laboratório CERN em um único projeto, busca-se otimizar os recursos tanto financeiros como humanos, aproveitando-se do conhecimento comum e complementar presente nessas três colaborações. A partir da vasta experiência adquirida por esses grupos nos últimos anos, tanto do ponto de vista da Física como da Engenharia, nesta proposta se propõe a investigação de questões fundamentais do Modelo Padrão (MP), tanto no setor eletrofraco como da força forte, além de manifestações da Física além do MP, buscando manter o protagonismo desempenhado até agora nessas colaborações. A pesquisa e desenvolvimento em instrumentação de detetores a gás do tipo MPGD (MicroPattern Gaseous Detectors) e detectores semicondutores ultrarrápidos representa uma parte significativa deste projeto, buscando uma consolidação da participação paulista no desenvolvimento de tecnologia de fronteira nessa área. Esta proposta visa uma participação relevante no design, construção e operação de novos sistemas de detectores nas colaborações mencionadas, além de contribuir para reduzir estrategicamente a dependência do país em relação à tecnologia de ponta para detecção de radiação e processamento de sinais. Esse objetivo será buscado a partir de diversos desenvolvimentos voltados para aplicações interdisciplinares, transferindo o conhecimento criado nesses experimentos de Física de altas energias para outras áreas e atividades locais.

O estudo do Plasma de Quarks e Gluons através de colisões entre íons pesados a energias relativísticas é uma das principais estratégias para o melhor entendimento da interação forte e suas propriedades, como o confinamento. Através do estudo de pontas de prova duras, como quarks pesados (charm e beauty) ou jatos de partículas originados do espalhamento duro de partons, uma espécie de tomografia desse meio pode ser realizada levando às propriedades do QGP. Neste projeto é proposto a combinação dessas duas pontas de prova duras na investigação do QGP, buscando medir jatos que contém quarks pesados, tanto no estado aberto, como méson D, como no estado fechado, os quarkonia.