Do Jornal do Clube de Engenharia nº 622
O Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN, na sigla em francês) aprovou, no fim de setembro deste ano, a adesão do Brasil à entidade, após 33 anos de intensa colaboração dos cientistas brasileiros. O professor do Programa de Engenharia Elétrica da Coppe, José Manoel de Seixas, coordenador da equipe brasileira no Atlas – o maior experimento de partículas do laboratório –, acredita que o acordo deve ser assinado ainda este ano, seguindo para aprovação pelo Senado Federal.
O Atlas é operado por uma colaboração internacional de 3.000 cientistas de 38 países. Com 22 metros de altura, 44m de comprimento e 7.000 toneladas, o Atlas é o maior dentre os conjuntos de detectores de partículas que atuam no Large Hadron Collider (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo, ocupando um túnel de 27 quilômetros de extensão. O uso combinado desses equipamentos de altíssima tecnologia permitiu à equipe multidisciplinar e internacional que compõe o CERN detectar e provar a existência do Bóson de Higgs, considerada a partícula fundamental à existência da vida.
“Ser aprovado como um país membro é um processo complexo e só agora atinge o reconhecimento oficial. São sete países associados, sendo que mais três estão em processo de aprovação”, informou o professor da Coppe.
O CERN é considerado o maior centro de pesquisas de física do mundo e, embora tenha como prioridade a exploração da ciência básica da estrutura da matéria, é hoje um dos mais importantes centros de geração de tecnologia. Algumas delas já se tornaram parte integrante do nosso cotidiano, como a World Wide Web (WWW ou Web), os plásticos para a embalagem de alimentos, o aprimoramento de válvulas cardíacas e o diagnóstico médico por imagens, além dos aceleradores para tratamento oncológico.
O CERN é considerado o maior centro de pesquisas de física do mundo e, embora tenha como prioridade a exploração da ciência básica da estrutura da matéria, é hoje um dos mais importantes centros de geração de tecnologia. Algumas delas já se tornaram parte integrante do nosso cotidiano, como a World Wide Web (WWW ou Web), os plásticos para a embalagem de alimentos, o aprimoramento de válvulas cardíacas e o diagnóstico médico por imagens, além dos aceleradores para tratamento oncológico.
Formação profissional
O professor José Manoel de Seixas, que também coordena o Laboratório de processamento de Sinais (LPS) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), destaca a importância dessa associação para a formação de pessoal. Segundo ele, a atuação vem desde o Ensino Médio, com palestras, exposições, projetos transversais nas escolas e de pesquisa e divulgação científica. “O trabalho no CERN tem forte componente de engenharia da computação, também abrindo o leque de formação, que atinge até o pós-doutoramento. A formação é multidisciplinar, colaborativa e com aspectos de trabalho geograficamente distribuído, o que traz características importantes para a vida moderna, além de uma maturidade excepcional”, afirmou.
O professor destacou, ainda, a conexão com o Sirus (acelerador de partículas brasileiro), para o qual já há uma colaboração estabelecida entre o Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM) e o CERN. “O acordo abre perspectivas de colaboração também com esse acelerador”, frisou.
A Engenharia tem dado importante contribuição às pesquisas no CERN. Pesquisadores do Laboratório de Processamento de Sinais (LPS) da Coppe, além de participarem do desenvolvimento do Neuralringer, sistema de filtragem online que permite selecionar a informação de interesse científico gerada pelas colisões de partículas detectadas pelo Atlas, também são responsáveis pela maior parte dos sistemas de informação utilizados no CERN.
História que merece ser contada
O professor José Manoel de Seixas lembra que a parceria entre a entidade europeia e a Coppe começou no século passado, exatamente no ano de 1988, quando um grupo formado por cinco professores da instituição brasileira visitou as instalações do CERN. A partir daquele ano, os pesquisadores da Coppe aderiram ao esforço internacional para investigar a origem do universo. Portanto, a parceria já soma mais de três décadas.
Grande parte dos testes que comprovaram a existência do Bóson de Higgs, em 2012, foi realizada no Atlas e contou com a contribuição de pesquisadores brasileiros, sob a liderança do professor José Manoel de Seixas e do professor Fernando Marroquim, do Instituto de Física. Os pesquisadores da UFRJ também vêm colaborando com o laboratório europeu no desenvolvimento de tecnologias de informação em plataforma web.
Manoel de Seixas informou que a indústria brasileira já participa dos experimentos do CERN, a partir dos trabalhos de pesquisa que vêm sendo feitos. “Por exemplo, no Atlas, a Coppe é responsável por sistemas de hardware e software que foram concebidos, desenvolvidos e produzidos no Brasil”. Ele espera que a adesão do Brasil à entidade dê um incremento substancial à contribuição brasileira. “É uma ciência com enorme impacto, trazendo imenso
valor agregado aos produtos e processos desenvolvidos e com ampla possibilidade de educação”, enfatiza o professor.
“No momento, a Coppe participa de projetos bilaterais com a França e a Suíça. A área de física experimental de altas energias traz um amálgama muito profundo entre outras (engenharia, computação), nas quais o país já atua como ator importante. São 140 pesquisadores trabalhando nos experimentos do CERN”, disse o professor, ressaltando que tudo isso traz um protagonismo do Brasil em Ciência na América do Sul e permite que os investimentos retornem não só em termos do avanço da ciência básica.
“Há inúmeras oportunidades de spin-offs da atividade de pesquisa no CERN, sendo que nos aplicamos em várias técnicas consolidadas em saúde e gás, por exemplo. Quatro startups saíram do LPS a partir do trabalho que foi desenvolvido no CERN, estando ativas no momento”, informou.
Atlas adota sistema da Coppe
Um sistema de filtragem online de elétrons (denominado Neuralringer), desenvolvido por pesquisadores da Coppe/UFRJ, foi escolhido como referência para ser utilizado pelo Atlas. O sistema possibilitará novas descobertas com menor custo financeiro para o CERN. Desenvolvido no Brasil permite decidir a cada 10 milissegundos quais informações reter dentre os mais de 60 terabytes de informações geradas a cada segundo nas passagens de feixes de partículas conduzidas no laboratório. Os pesquisadores do CERN querem aumentar o número de eventos por colisão, de 25 para 200, até 2024, o que aumentaria exponencialmente o volume de dados de interesse científico gerados.
Criado dentro do conceito de redes neurais, o Neuralringer permite encontrar eventos físicos de interesse (as agulhas), num “palheiro” que não para de crescer. Segundo o professor Seixas, a grande vantagem do Neuralringer é que a filtragem, realizada online, já possibilita decidir se a informação é potencialmente útil, reduzindo a demanda computacional para coletar e preservar esse enorme volume de informação. O sistema desenvolvido na Coppe também poupa muitos recursos de filtragem online, porque reduz entre 2 a 6 vezes a demanda por processamento de dados, dependendo da região do detector e da energia. “Se você jogar fora uma informação gerada nesse processo, nunca mais irá resgatá-la, por isso a filtragem é um processo de escolha muito sensível e muito importante”, alerta Seixas.
A equipe de pesquisadores brasileiros atua no Atlas com eletrônica embarcada, com 16 camadas de circuitos impressos, instalados no hardware, que são produzidos no Brasil, tendo sido projetados e testados na Coppe, em colaboração com a Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF). E também trabalha na filtragem online de alto nível (HLT - high level trigger). “O HLT tem 2.000 computadores com core quádruplo. Ao todo, são 8.000 núcleos operando simultaneamente. Como o sistema reduz a necessidade de ampliação da farm, deixa-se de comprar até 10 mil computadores com core quádruplo. Uma economia que pode chegar a 80 mil dólares”, esclarece o professor.
Saiba mais: https://www.coppe.ufrj.br/pt-br/videoaovivo
Fotos: CERN
"Aprovada a adesão do Brasil ao maior centro de pesquisa física do mundo" é matéria do Jornal do Clube de Engenharia nº 622.
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Veja na íntegra em http://portalclubedeengenharia.org.br/jornal-do-clube-de-engenharia/