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Cern: uma odisséia científica para descobrir a origem do universo

Tecnologia Grid entra em cena no auxílio à manipulação das informações

"O que é a matéria?", "do que é feita?", "qual é a sua origem?" e "como permanece unida formando objetos tão complicados como as estrelas, os planetas, o ar e os seres humanos?" A tarefa do maior laboratório de física de partículas do mundo, o Cern (Centro Europeu de Pesquisa Nuclear, do francês – Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) é buscar a resposta para estas questões fundamentais da natureza. Para tal objetivo, físicos do mundo inteiro se reúnem numa colaboração internacional, que requer uma avançada tecnologia de comunicação e compartilhamento de dados.

Utilizando uma espécie de "túnel do tempo", os físicos simulam uma viagem até uma fração de segundo após o "Big Bang", a grande explosão que resultou no universo, de acordo com uma das teorias físicas. O "túnel" de que se trata é um acelerador de partículas: uma infra-estrutura capaz de provocar choques entre as partículas que compõem a matéria e desmembrá-las, tal como se encontravam após o “Big Bang”. E, através dos detectores - equipamentos acoplados no acelerador de partículas, os pesquisadores observam o que se passa a partir do choque dessas partículas, o que os possibilita estudar a estrutura da matéria.

Fundado em 1954, na Suíça, o Cern completa 50 anos em 2004, se notabilizando pelo exemplo de colaboração internacional: são, ao todo, 56 participantes, dentre países e organizações internacionais. Atualmente, está sendo preparado, para 2007, o próximo acelerador, que está sendo construído num túnel subterrâneo de 27 Km: o Large Hadron Collider (LHC), no qual estarão acoplados quatro detectores - Atlas, Compact Muon Solenoid (CMS), LHCb e A Large Ion Collider Experiment (Alice).

A partir do LHC, espera-se encontrar as respostas que faltam para completar o Modelo Padrão, ou seja, o quebra-cabeça criado pelos físicos para explicar a origem do universo. Uma pista para encontrar as respostas é a provável existência do Boson de Higgs, a partícula que seria responsável por agregar massa às partículas.

Dois detectores estarão pesquisando o Boson de Higgs

A corrida pela descoberta do Boson de Higgs vem despertando o interesse de físicos do mundo inteiro e motivou a construção de dois dos quatro detectores que estarão acoplados ao LHC: o Atlas e o CMS, ambos contando com a colaboração brasileira.

Medindo 45 metros de comprimento e com a altura aproximada de um prédio de cinco andares, o Atlas é um dos maiores experimentos de física de partículas já projetado. O orçamento total do projeto foi estimado em U$$ 600 milhões de dólares, quantia esta que só foi possível diante da grande quantidade de países participantes. O detector é resultado de uma colaboração internacional, que envolve 1800 cientistas de mais de 150 laboratórios e instituições em 34 países.

O CMS envolve 1.870 cientistas distribuídos em 150 instituições em 31 países. O Brasil contribui com 30 pesquisadores, incluindo físicos, engenheiros e cientistas da computação, divididos em sete instituições (Uerj, UFRGS, UFRJ, CBPF, UFBA, Unesp e USP). O objetivo do CMS será o mesmo do Altas, ou seja, comprovar a existência do Boson de Higgs .

Rede Grid é a solução para a manipulação da informação geradas pelo LHC

A previsão de dados coletados pelo LHC, ao longo de um ano, é de 20 petabytes, ou seja, cerca 20 mil terabytes. Segundo o professor de física da Uerj, Alberto Santoro, que coordenda o consórcio brasileiro na colaboração do CMS, uma das maiores dificuldades que a colaboração vai encontrar será a manipulação de uma quantidade de dados científicos dessa ordem de grandeza.

A solução encontrada para amenizar o problema foi a utilização da tecnologia Grid que, ao invés de concentrar toda a informação no Cern, como ocorre atualmente, é baseada no compartilhamento da informação entre diversas máquinas, de forma a facilitar o acesso dos físicos aos dados e arquivos a serem pesquisados ou transferidos.

A Uerj fará parte do projeto de Grid, armazenando no Brasil parte das informações, não só do LHC, mas de todo o Cern, o que dará ao País maior prestígio na colaboração. Para que este projeto se concretize é necessário que a rede da Uerj seja facilmente acessível para os demais físicos do Cern espalhados pelo mundo, mas, atualmente, a conectividade disponível não é suficiente. A idéia é começar com 622Mbps e chegar em 2007, ano de inauguração do LHC, com 10Gbps - explica Santoro.

Ao comentar tantos requisitos tecnológicos, necessários ao desenvolvimento de avançados sistemas de informação e, em especial, o projeto Grid, Santoro menciona a importância da RNP para a participação brasileira no projeto.

— Sem a RNP, fornecendo toda a infra-estrutura de rede necessária, não há projetos de cooperação internacionais nos quais o Brasil seja capaz de se inserir. Além da intensa troca de informação, essencial para colaborações desse porte, há outras aplicações, tais como videconferência, que só podem ser realizadas através das redes de pesquisa avançadas dedicadas à comunidade acadêmica mundial — comenta Santoro.

[RNP, 11.05.2004]