Talento

Yen-Jie Lee investiga dados de colisão de partículas em busca de pistas sobre as origens do universo
A emoção de fazer descobertas no cenário global é 'muito maior do que a pressão', diz o físico de partículas.
Por Jennifer Chu - 13/03/2022


O físico experimental de partículas do MIT Yen-Jie Lee investiga dados de colisão de partículas em busca de pistas sobre as origens do universo. Créditos: Foto: Bryce Vickmark

Quando Yen-Jie Lee chegou ao MIT como estudante de pós-graduação em 2006, foi um choque cultural. O aspirante a físico de partículas estudou física na Universidade Nacional de Taiwan antes de sua carreira dar um hiato nas montanhas arborizadas de Taiwan. Lá, ele trabalhou como tenente do corpo de fuzileiros navais para cumprir o serviço militar exigido do país. Ele ainda se lembra do estalo ensurdecedor dos exercícios de artilharia e da pressão inflexível da vida militar diária.

“Essa experiência me transformou em uma pessoa muito menos afetada pela pressão”, lembra Lee. “Mas depois de dois anos vivendo em uma floresta de macacos, meu inglês era muito ruim e eu senti como se tivesse esquecido toda a física que aprendi.”

No entanto, no final de seu serviço, Lee se candidatou a programas de doutorado, incluindo vários nos Estados Unidos. Quando visitou o MIT, sentiu uma afinidade imediata com o professor de física Wit Busza.

“Mesmo que ele não pudesse me entender por causa do meu sotaque, nós achávamos que éramos pessoas maravilhosas, e no final do dia eu decidi me dar uma chance”, diz Lee. “Vir para o MIT mudou minha vida completamente.”

Como estudante de pós-graduação no grupo de Busza, Lee teve a oportunidade de moldar sua carreira de ir a Genebra durante um momento crucial na física de partículas. Lá, os cientistas estavam se preparando para ligar o Grande Colisor de Hádrons, o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo. Previa-se que as colisões de partículas produzidas pelo LHC produziriam condições semelhantes às do universo primitivo e, possivelmente, fenômenos totalmente novos e imprevisíveis.

Lee se viu no centro da equipe de análise, onde rapidamente aprendeu a se comunicar com outros cientistas, na língua inglesa e nas equações da física. Ele finalmente ajudou a medir e interpretar algumas das primeiras colisões do LHC – análises altamente antecipadas que Lee, que credita seu treinamento militar por ajudá-lo a manter o foco, fez prontamente.

“Havia vários milhares de colaboradores, todos estavam interessados ​​nessa física e eu fui um dos primeiros a entender os dados”, diz Lee. “Para mim, a emoção dessas primeiras medições foi muito maior do que a pressão.”

Desde aqueles primeiros dias, Lee continuou procurando por pistas sobre os primórdios do universo, usando dados do LHC. No MIT, onde agora é professor associado titular de física, ele está procurando padrões e interações nas consequências extremas de colisões de partículas que possam nos dizer algo sobre como o universo surgiu. Esses experimentos também podem revelar o funcionamento interno de outros ambientes extremos, como estrelas de nêutrons.

“Toda vez que coletamos uma pequena informação, entendemos um pouco mais sobre o universo primitivo”, diz ele. “Isso me faz querer saber ainda mais.”

“A lei da natureza”

Lee nasceu na cidade de Taichung, um município industrial no centro-oeste de Taiwan. Ao crescer, ele se lembra de ter sido atraído por matemática e física, embora no ensino médio raramente frequentasse as aulas. Uma agenda lotada de competições de ciências muitas vezes o mantinha fora da escola, pois ele era escolhido regularmente para representar sua escola em feiras nacionais de ciências e concursos de resolução de problemas em matemática, física, química e computação.

“Foi como uma educação para mim”, diz ele.

Depois de competir em várias disciplinas, Lee percebeu que estava mais interessado em uma: física. Quando ele se matriculou na Universidade Nacional de Taiwan como estudante de graduação, ele passou seu primeiro ano fazendo vários estágios em física, incluindo trabalhando em um laboratório de óptica, auxiliando em um estudo de supercondutores e acampando em um observatório para rastrear as estrelas. Foi um estágio em física experimental de partículas que colocou em movimento sua carreira acadêmica.

Lee trabalhou como estagiário no experimento Belle, um experimento de física de partículas que ficou sem o acelerador de partículas KEKB em Tsukuba, Japão. O acelerador foi projetado para colidir elétrons com pósitrons – as contrapartes de antimatéria dos elétrons. À medida que colidiram, elétrons e pósitrons aniquilaram em uma chuva de subpartículas. Cientistas, incluindo Lee, procuraram sinais de partículas exóticas e rastrearam o decaimento de partículas raras após a aniquilação.

“Eu me diverti muito com esse sistema muito simples”, diz Lee, que baseou suas teses de graduação e mestrado em dados do experimento de Belle. “Isso me fez querer aprender a lei da natureza e se podemos encontrar nova física e novos fenômenos envolvendo a detecção de partículas.”

viagem a jato

Depois de completar seu serviço militar em Taiwan, Lee veio para o MIT e se juntou a seu conselheiro Busza no trabalho no LHC, onde o acelerador estava se preparando para colidir íons pesados ​​para produzir uma mistura de partículas muito mais complicadas e exóticas do que colisões entre elétrons e pósitrons.  

“As colisões de íons pesados ​​criam um ambiente de cerca de 5 trilhões de graus, e podemos observar enquanto esse sistema esfria”, diz Lee. “É basicamente o mesmo caminho do universo primitivo, 10 microssegundos após o Big Bang.”

Lee estava ansioso para investigar as consequências das colisões de íons pesados, embora na época os experimentos iniciais envolvessem colisões menos complicadas entre prótons. Por acaso, Lee foi posicionado na equipe de pesquisa para escrever o primeiro artigo de física relatando os resultados desses experimentos iniciais de próton-próton.

O LHC começou a realizar seus primeiros experimentos com íons pesados ​​no final do doutorado de Lee, e ele conseguiu analisar alguns dos primeiros dados dessas corridas tão esperadas. Através dessas análises, ele descobriu quarks de movimento rápido produzidos nas colisões, que atravessavam o plasma resultante em jatos.

“É como assistir a uma bala disparada na água”, diz Lee. “Podemos ver o rastro da bala e podemos usar isso para aprender sobre a propagação do som da água. É o mesmo com esses jatos, onde podemos usar quarks para aprender sobre o som do universo primitivo.”

Em 2013, Lee aceitou uma oferta para ingressar no corpo docente de física do MIT como membro do Relativistic Heavy Ion Group, onde continua a liderar análises de dados de íons pesados ​​do LHC e está desenvolvendo novas técnicas para procurar partículas exóticas e novos , fenômenos imprevisíveis.

“No MIT, a pressão é muito alta e há momentos de excitação e momentos em que você sente que não está indo tão bem quanto esperava”, diz Lee. “Mas os colegas do nosso grupo, Gunther Roland e Bolek Wyslouch, construíram um ambiente de muito apoio. Estou muito grato por isso.”

Algo pelo qual ele também é grato foi a chance de ver o mundo através de sua carreira na física. Ele deu palestras e participou de conferências em mais de 30 países, e fez estadias prolongadas em muitos, para experimentar novas perspectivas.

“Ao visitar outros países, eu tentava ficar um ou dois meses, para aprender como pessoas diferentes vivem sua vida diária”, diz Lee. “Antes, eu não achava que sairia de Taiwan. Tive a sorte de experimentar tantas diferenças.”

 

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