China inicia operação de novo acelerador de íons pesados com objetivos além do estudo de átomos

China inaugura complexo avançado para pesquisas em física nuclear e além.

Máquinas são projetadas para observar o que já conhecemos ou para explorar o desconhecido. Em Huizhou, na China, um complexo impressionante se destaca, com uma linha de feixe de dois quilômetros, capaz de acelerar íons pesados e direcioná-los contra núcleos atômicos com uma intensidade difícil de ser alcançada em outros laboratórios. Embora à primeira vista pareça uma infraestrutura dedicada à física nuclear, essa visão é restrita.

O marco significativo ocorreu em 21 de julho, quando o High Intensity Heavy Ion Accelerator Facility (HIAF) completou com sucesso sua revisão de aceitação, iniciando a fase de operação experimental para pesquisas científicas. Desenvolvido pelo Instituto de Física Moderna da Academia Chinesa de Ciências, o projeto começou sua construção em dezembro de 2018 e gerou seu primeiro feixe em outubro de 2025. Com a obra concluída, agora se inicia a fase de pesquisa científica.

O HIAF não opera apenas como uma pista única para partículas em alta velocidade. Sua estrutura é composta por três sistemas principais: um acelerador linear supercondutor, que fornece feixes intensos em modos contínuo ou pulsado; um síncrotron, que acumula íons e os acelera a energias superiores; e um anel de armazenamento, que mantém as partículas em circulação enquanto os pesquisadores realizam medições precisas.

O processo começa com íons, que são átomos dos quais um ou mais elétrons foram removidos, podendo ser acelerados e controlados por campos elétricos e magnéticos. De acordo com os desenvolvedores do projeto, essa é a primeira instalação avançada de pesquisa com íons pesados que combina essas três tecnologias.

Uma instalação projetada para estudar muito mais do que átomos

Ainda não temos uma compreensão completa de como muitos elementos pesados do Universo foram formados. Para desvendar essa história, os pesquisadores utilizarão o HIAF para produzir núcleos atômicos instáveis, medir seu comportamento e explorar os limites em que a matéria nuclear deixa de permanecer coesa. Este trabalho também pode abrir caminho para a criação de novos elementos superpesados, ampliando não apenas o conhecimento sobre a tabela periódica, mas também a compreensão dos processos cósmicos que deram origem a elementos como o urânio.

Os feixes utilizados para estudar núcleos atômicos também podem ser aplicados em testes de chips, componentes eletrônicos e materiais sob intensa radiação. No espaço, partículas altamente energéticas podem corromper dados, travar circuitos ou causar danos permanentes a componentes. Reproduzir esses efeitos na Terra permite que os cientistas os estudem antes da implementação em satélites ou espaçonaves. O HIAF foi projetado para oferecer um ambiente controlado para verificar o que resiste e o que falha sob radiação espacial.

Quando os íons interagem com tecidos biológicos ou materiais, a escala dos experimentos muda, mas o princípio permanece o mesmo. Sua energia pode ser utilizada tanto na medicina quanto para acelerar a degradação de materiais destinados a sistemas nucleares avançados ou futuros reatores de fusão. O HIAF não é um hospital ou um reator de geração de eletricidade, mas sim um local fundamental onde é possível verificar, em condições controladas, o que funciona, o que se degrada e o que precisa ser aprimorado.

A fase de comissionamento já revelou dados que ajudam a medir a capacidade do HIAF. A equipe conseguiu colocar o feixe em operação ao longo da linha de dois quilômetros em apenas 16 horas, um recorde entre instalações semelhantes. Além disso, as intensidades pulsadas dos feixes de oxigênio e bismuto superaram os recordes internacionais anteriores em fatores de três e 7,5, respectivamente.

Durante os testes, já foram realizados estudos sobre massas nucleares, produção de feixes radioativos, estrutura nuclear e irradiação de materiais. Esses resultados iniciais indicam que o HIAF ainda está em fase de testes e precisará demonstrar até que ponto será capaz de transformar seu potencial em descobertas científicas e aplicações práticas.