Grupo da UFRJ cria filtro de dados para acelerador de partículas

Um dilema e tanto tirava o sono dos cientistas do Cern - o maior laboratório de física de partículas do mundo, na Europa, que investiga as origens do universo. O volume crescente de informação produzida ameaçava, em pouco tempo, inviabilizar um dos principais experimentos realizados pela instituição por absoluta falta de espaço (além de tempo e dinheiro) para processar tantos dados. A solução acabou vindo de um grupo de cientistas brasileiros da Coppe, instituto da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).

Eles criaram um filtro de elétrons, capaz de descartar automaticamente as informações que não servem ao experimento e armazenar só as de maior interesse. Desse modo, não há sobrecarga de dados inúteis. Chamado de neuralringer, o sistema online criado pelos brasileiros foi escolhido como referência para ser usado no Atlas, um dos sete detectores de partículas do superacelerador.

Entre as principais atividades do Cern hoje está a operação do Superacelerador de Partículas, o LHC. Trata-se de um gigantesco túnel circular, de 27 quilômetros de circunferência, construído 100 metros abaixo do solo. Feixes de prótons são acelerados a uma velocidade próxima à da luz, produzindo milhões de colisões por segundo.

Cada colisão induz à formação de novas partículas. Algumas delas nunca tinham sido vistas pelos cientistas, como o bóson de Higgs, a chamada "partícula de Deus", descoberta que levou o Nobel de Física em 2013. Esse achado ajuda a entender as origens da massa das partículas subatômicas.

"O acelerador de partículas joga prótons de um lado para o outro, com uma taxa de colisões muito alta, de 30 a 40 milhões por segundo", afirma o pesquisador Denis Damazio, do Laboratório Nacional de Brookhaven, nos Estados Unidos, colaborador da Coppe no Cern. "O Atlas é como uma máquina fotográfica gigantesca, que tira 40 milhões de fotos por segundo - um volume de dados com o qual não é possível trabalhar. Não temos nem como armazenar tudo isso."

Em busca de novas partículas, os cientistas teriam de armazenar as 40 milhões de "fotos" feitas pelo Atlas e, posteriormente, analisar cada uma delas, o que seria impossível. Para se ter uma ideia, se todas essas colisões fossem armazenadas para posterior análise, seria necessária a memória equivalente à de 4,4 mil aparelhos de celular de 16 GB para cada segundo de operação do experimento.

"A maioria dessas informações, no entanto, é o que a gente chama de lixo, ou seja, não interessa para o nosso experimento, em que buscamos coisas raras, e poderiam ser descartadas", explica o professor de Engenharia Elétrica da Coppe/UFRJ, José Seixas, coordenador da equipe brasileira no Atlas. "Então temos um palheiro gigante e pouquíssimas agulhas para encontrar."

Das 40 milhões de "fotos", apenas mil realmente interessam aos cientistas. A solução seria aumentar exponencialmente a capacidade de armazenamento (e os custos do experimento) ou criar um sistema de filtragem que garantisse o registro apenas das informações potencialmente relevantes. E foi isso que os brasileiros desenvolveram: um filtro capaz de separar o joio do trigo.

Seleção

E como esse filtro funciona? Num primeiro estágio, o sistema seleciona determinados formatos de energia depositados pelas colisões.

Em um segundo nível, ele consegue buscar especificamente por elétrons, que são partículas presentes nas reações que interessam os pesquisadores. As informações são do jornal O Estado de S. Paulo.