sexta-feira, 2 de dezembro de 2016

Brasileiros Criam Arapuca Para Pegar Partículas de Luz

Olá leitor!

Segue abaixo uma notícia postada hoje (02/12) no site “Inovação Tecnológica”, destacando que pesquisadores brasileiros estão criando arapuca para pegar partículas de luz.

Duda Falcão

ESPAÇO

Brasileiros Criam Arapuca Para
Pegar Partículas de Luz

Com informações da Unicamp
02/12/2016

[Imagem: Antonio Scarpinetti]
A arapuca de luz é um sensor que capturará sinais dos neutrinos.

Uma peça fundamental para o futuro da física está sendo criada na Universidade Estadual de Campinas.

Trata-se de uma tecnologia para captar sinais luminosos que serão produzidos na nova geração de detectores de neutrinos, observatórios atualmente em construção nos Estados Unidos e em outras partes do mundo.

A equipe chama seus dispositivos, feitos para aprisionar as partículas de luz, de arapucas, uma referência a pequenas armadilhas usadas para capturar pássaros - o objetivo agora é capturar fótons.

As arapucas fotônicas deverão ser testadas na Europa em 2017 e entrar em ação nos EUA em 2018.

A Teoria Não Explica

O neutrino é uma partícula subatômica sem carga elétrica e de massa muito pequena. Sua existência foi proposta em 1930, para explicar o aparente "desaparecimento" de parte da energia envolvida no processo radioativo conhecido como decaimento beta. Em vez de aceitar uma violação do princípio de que a energia não pode ser destruída, Wolfgang Pauli sugeriu que a energia perdida estaria sendo transportada por uma partícula neutra até então não observada.

Contudo, ao tapar um buraco, os físicos abriram outro. O problema é que mais tarde se descobriu que os neutrinos podem se transformar de um tipo em outro, algo que só pode ocorrer se eles tiverem massa. E essa oscilação - a transformação de um tipo de neutrino em outro - não cabe dentro do Modelo Padrão da Física de Partículas, a grande teoria que explica a composição da matéria, o eletromagnetismo e as forças nucleares - pelo Modelo Padrão, a massa do neutrino deveria ser zero.

"Então, isso significa que o modelo é incompleto, e que tem que ter alguma física além dele. É esta física nova que a gente está pesquisando, e dela o neutrino é o que a gente conhece melhor," explicou o pesquisador Ettore Segreto, um dos coordenadores do projeto arapuca.


Detectores de Neutrinos

A descoberta da oscilação do neutrino foi feita em um detector instalado no Japão, chamado Super Kamiokande, formado por um tanque cilíndrico contendo 50 mil toneladas de água extremamente pura. Como o neutrino praticamente não interage com a matéria em geral, o gigantismo do detector é necessário para oferecer o maior número possível de oportunidades de colisão entre os átomos da água e as partículas. Quando o neutrino se choca com a água a interação emite luz, um fenômeno conhecido como Efeito Cherenkov. Inúmeros sensores ao redor do tanque capturam essa luz, que dá informações sobre o neutrino original.

As arapucas serão usadas em uma nova geração de detectores de neutrinos, que não usarão mais água, e sim um gás nobre, o argônio, em estado líquido.

[Imagem: Kamioka Observatory/ICRR/University of Tokyo]
O detector Super-Kamiokande, assim como outros detectores de
neutrinos, estão entre os laboratórios mais profundos do mundo.

"A técnica do argônio líquido nasceu depois, e tem uma qualidade muito superior. Quando se compara uma imagem Cherenkov com uma imagem do argônio líquido, a imagem Cherenkov é apenas um anel luminoso. Já no argônio líquido é possível ver a trajetória das partículas deslocadas pelo neutrino. No argônio líquido dá para detectar todas as partículas que foram produzidas pela chegada do neutrino," explicou o pesquisador.

Além de buscar uma explicação para a oscilação do neutrino, os detectores de argônio líquido também devem oferecer janelas para outros mistérios na fronteira da física, como a natureza da matéria escura que mantém as galáxias coesas, que também se encontra além do Modelo Padrão, o possível - mas extremamente raro - decaimento do próton e a assimetria observada entre matéria e antimatéria no Universo.


Arapuca de Luz

A arapuca de luz é uma caixa retangular, branca, feita de teflon, com um par de pequenos sensores - cada um deles medindo 6x6 milímetros e instalado em cada face menor da caixa.

Uma das faces maiores é revestida por um filtro e por uma película química que, ao receberem o impacto de um fóton de ultravioleta produzido pelo choque de um neutrino (ou de um eventual "Wimp", que se imagina ser um "átomo" de matéria escura) com o argônio do tanque convertem-no em uma partícula de luz de energia menor, arremessando-a para o interior da caixa, de onde ela não tem como escapar.

Lá o fóton aprisionado ricocheteia até entrar em contato com um dos dois sensores, quando então o evento é registrado.

Experimento Profundo

O principal destino das arapucas será o Dune (Deep Underground Neutrino Experiment, ou "Experimento de Neutrino do Subsolo Profundo"). Um feixe de neutrinos gerado no Fermilab será projetado sob a terra, através de 1,3 mil quilômetros, até tanques de argônio líquido localizados no Laboratório Sanford.

Antes disso, no entanto, protótipos da arapuca de luz serão testados no Proto-Dune, uma prévia do Dune, em menor escala, que está sendo construído no CERN, mesma instituição europeia que abriga LHC (Grande Colisor de Hádrons).

A Unicamp planeja construir seu próprio laboratório de pesquisas com argônio líquido, que deverá ficar pronto no primeiro semestre de 2017. A instalação será usada nos testes e no aperfeiçoamento da arapuca.


Fonte: Site Inovação Tecnológica - http://www.inovacaotecnologica.com.br/

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