A fascinante pesquisa de grande porte

O Síncroton Alemão de Elétrons (DESY) em Hamburgo é um dos principais centros de aceleradores de partículas do mundo.
O Síncroton Alemão de Elétrons (DESY) em Hamburgo é um dos principais centros de aceleradores de partículas do mundo. Daniel Bockwoldt/dpa
A Alemanha oferece aos cientistas uma excelente infraestrutura para a pesquisa em equipamentos de grande porte, desde computadores de alto desempenho até aceleradores de partículas. A pesquisa alemã também participa ativamente de muitos projetos internacionais de grande porte.

A pesquisa em equipamentos de grande porte tem um papel importante no cenário científico alemão. Isso vale tanto para a pesquisa de base como para a aplicação dos resultados em inovações. Equipamentos de alta complexidade, como computadores de alto desempenho e aceleradores de partículas, são necessários para a pesquisa das menores estruturas da matéria, mas também para a busca de soluções para as questões climáticas, ambientais e as energias alternativas. Os institutos de pesquisa em equipamentos de grande porte da Alemanha são coordenados pela Comunidade Helmholtz, a maior organização pública alemã de pesquisa.

Aberta aos pesquisadores internacionais

Os Centros Helmholtz mantêm uma cooperação estreita com as instituições de ensino superior e de pesquisa extra-universitária, como os Institutos Max Planck, a Sociedade Fraunhofer e a Sociedade Leibniz, e também com empresas. Um excelente exemplo dessa cooperação é o reator de fusão nuclear Wendelstein 7-X, um equipamento para a pesquisa dessa tecnologia em fase experimental, que está sendo operado pelo Instituto Max Planck de Física do Plasma associado à Comunidade Helmholtz. Doutorandos e cientistas, também estrangeiros, podem se candidatar a trabalhar nos institutos de pesquisa dos Centros Helmholtz, em instalações em parte singulares no mundo. Os equipamentos de grande porte servem assim não somente à pesquisa de base e à pesquisa aplicada, mas também à cooperação científica. Mais de 7 mil pesquisadores convidados internacionais frequentam anualmente os Centros Helmholtz.

Os institutos da Comunidade Helmholtz são tão diversos como o trabalho de pesquisa em seis diferentes áreas. A frota alemã de pesquisa com o navio de pesquisa Sonne, o mais moderno do mundo, faz parte da área Terra e meio ambiente. Os pesquisadores a bordo do laboratório flutuante dedicam-se em especial às mudanças climáticas e à proteção dos ecossistemas marinhos. A complexidade do sistema terrestre é investigada sobretudo em centros de medição e laboratórios da estação de pesquisa polar Neumayer III, na Antártica, e do Modular Earth Science Infrastructure (MESI) do Centro de Pesquisa Geológica (GFZ), de Potsdam. Os cientistas querem entender melhor as transformações climáticas e geológicas e desenvolvem sistemas de proteção contra terremotos e tsunamis.

Cosmo e microcosmo

Na ampla área de pesquisa aeroespacial e transporte, a competência cabe ao Centro Aeroespacial Alemão (DLR) em Colônia, que abrange 33 institutos. O DLR tem grande participação na Missão Rosetta da Agência Espacial Europeia (ESA). Foi responsável pela construção do módulo pousador Philae e pelo centro de controle que acompanhou o primeiro pouso sobre um cometa em 2014. Fazem parte da infraestrutura do DLR o túnel de vento para testar aeromodelos em condições próximas da realidade e aeronaves de pesquisa como o HALO, destinado a atividades de investigação da atmosfera.

A diversidade do microcosmo é alvo de pesquisa dos cientistas no renomado Síncroton Alemão de Elétrons (DESY), em Hamburgo, um dos principais centros de aceleradores de partículas do mundo. Com o auxílio dos equipamentos de grande porte do DESY são investigadas a interação das menores partículas elementares e o comportamento de novos nanomateriais. O acelerador PETRA III, no campus do DESY, é considerado o anel de armazenamento para obtenção de raios X de mais alto desempenho no mundo. A partir de 2017, o laser europeu de raios X de elétrons livres XFEL produzirá os flashes de raios X mais intensos de todos os tempos.

Simulações com supercomputadores são decisivas para muitos processos cognitivos. Um dos computadores que possibilitam um avanço para áreas limítrofes é o Juqueen, no Centro de Pesquisa de Jülich. O primeiro supercomputador europeu tem um desempenho máximo de 5,9 petaflops, ou seja, uma capacidade de cálculo de quase 6 trilhões de operações por segundo, necessária por exemplo para o trabalho no Human Brain Project. O ambicioso projeto de pesquisa da União Europeia tem como meta reunir todo o conhecimento existente sobre o cérebro humano e reproduzi-lo com a ajuda simulações computadorizadas. A sede do projeto é o Centro de Pesquisa de Jülich, uma instituição estatal, um dos mais importantes polos alemães de pesquisa de base e um dos maiores centros de pesquisa da Europa. Cerca de 5.800 colaboradores pesquisam sobre temas da física e informática e, em estudos interdisciplinares, sobre saúde, “informação e cérebro” e “energia e meio ambiente”.

Perspectivas internacionais

No âmbito internacional a Alemanha participa de diversos projetos de pesquisa de grande porte. Com uma contribuição de 20%, o país tem a maior parcela de participação no orçamento da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (Cern) em Genebra, Suíça. No Cern funciona o maior acelerador de partículas do mundo, com 27 quilômetros de extensão. Mais de mil pesquisadores da Alemanha participam dos experimentos do Cern.

A Alemanha tem ainda participação decisiva nos dois grandes centros de pesquisa de grande porte em Grenoble, o ILL (Instituto Laue-Langevin), com seu reator de alto fluxo de nêutrons, e o síncroton ESFR. O ILL é considerado em todo o mundo um centro de excelência na pesquisa de nêutrons. O ESFR opera a fonte mais poderosa de raios-X do mundo.

No Observatório Europeu do Sul (ESO), uma organização europeia de pesquisa astronômica, a Alemanha trabalha em cooperação com outros 15 países. Os telescópios do ESO se encontram em três diferentes locais no deserto do Atacama no Chile. Através deles cientistas estudam objetos nos mais distantes pontos do universo.

A Alemanha é ainda o mais importante parceiro europeu da Estação Espacial Internacional (ISS). Como maior contribuinte, financia 40% do programa da ESA (Agência Espacial Europeia) responsável pelo funcionamento da ISS, tendo um papel decisivo no uso científico da estação espacial. O DLR coordena as contribuições alemãs. Em sua condição de membro da ESA, a Alemanha participa também do programa ExoMars. A primeira missão da cooperação russo-europeia teve início em 2016, lançando um satélite (TGO) e um módulo de pouso para Marte. Em 2018 um rover (veículo robótico) deverá pousar no planeta. O objetivo da missão é buscar sinais de vida na superfície de Marte.

De olhos no futuro

No final de 2016 deve entrar em funcionamento na Jordânia o centro de pesquisas multilateral Luz Síncrotron para a Ciência Experimental e Aplicações no Oriente Médio (Sesame). Com o auxílio de uma fonte de luz síncroton de terceira geração será possível decodificar detalhes atômicos e descobrir estruturas não visíveis. A pedra fundamental para a construção da instalação por iniciativa da Unesco foi lançada pela Alemanha através da doação de um anel de armazenamento de elétrons em 2007.

Desde 2009 encontra-se em construção em Hamburgo o laser europeu de elétrons livres XFEL, que deverá entrar em funcionamento em 2017. Com pulsos ultracurtos de laser de raios X, ele oferece aos cientistas possibilidades de pesquisa inéditas em todo o mundo. Os pulsos de laser possibilitam o estudo detalhado deoátomos de vírus e células e a reprodução tridimencional do nanocosmo. A Alemanha é detentora da maior parcela no projeto internacional e administra a construção e manutenção das instalações.

O acelerador de partículas internacional Fair está sendo contruído em Darmstadt e deve entrar em funcionamento em 2022. É um dos maiores projetos internacionais de pesquisa básica em física, com a participação de 10 países. O objetivo é a pesquisa detalhada da estrutura da matéria e da formação do universo com a ajuda de radiações muito intensivas de antiprótons e íons. O centro tem capacidade para abrigar cerca de 3 mil pesquisadores de todo o mundo.