Físicos Mobilizam-se Para Entender Raios Cósmicos
Olá leitor!
Segue abaixo uma nota postada dia (12/01) no site
“Inovação Tecnológica” destacando que Comunidade de Pesquisa em Astrofísica de Partículas na América do Sul se
mobiliza para entender os Raios Cósmicos.
Duda Falcão
ESPAÇO
Físicos Mobilizam-se Para
Entender Raios Cósmicos
Com informações da Agência FAPESP
12/01/2015
[Imagem: Steven Saffi]
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Além de se beneficiar com a atualização do Observatório
Pierre Auger,
países da região são candidatos a sediar o maior observatório
de
radiação gama do mundo.
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Astrofísica
de Partículas
A comunidade
de pesquisa em astrofísica de partículas na América do Sul receberá importantes
reforços de infraestrutura para a realização de experimentos nessa área
interdisciplinar, voltada ao estudo dos raios cósmicos de ultra-alta energia -
as partículas subatômicas mais energéticas conhecidas na atualidade, de origem
ainda incerta.
O maior
observatório de raios cósmicos do mundo, o Observatório Pierre Auger -
instalado na província de Mendoza, na Argentina, e com importante participação
do Brasil - vai passar por um programa de atualização até 2018.
Já em 2015
também será feita a escolha do país-sede, no hemisfério Sul, do Cherenkov Telescope Array (CTA) - que deverá ser o maior
observatório do mundo dedicado ao estudo de corpos celestes que emitem radiação
gama, de mais alta energia.
Além disso, está sendo discutida a construção do Túnel
Água Negra (Agua Negra Deep-Underground Experiments Site - Andes) - o primeiro
laboratório subterrâneo da América Latina, projetado para ser construído anexo
a um túnel rodoviário que será escavado na fronteira andina entre Argentina e
Chile, para realização de experimentos em diversas áreas, incluindo a
Astrofísica de Partículas.
[Imagem: CTA]
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observatório com 100
telescópios.
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Origem
dos Raios Cósmicos
"O
momento é propício para tentarmos criar um plano de investimentos e de
pesquisa, levando em conta questões científicas importantes que podemos
responder com a construção desses projetos", comenta o professor Luiz
Vitor de Souza Filho, do Instituto de Física da USP de São Carlos (IFSC).
Entre as
questões científicas apontadas pelo pesquisador estão a origem dos raios
cósmicos de ultra-alta energia e o tipo de partículas subatômicas que chegam à
Terra com energias macroscópicas da ordem de 1018 elétron-volts (eV)
- um bilhão de bilhões eV.
O Observatório Pierre Auger
permitiu observar nos últimos 10 anos dezenas de raios cósmicos acima de 1020
eV e foi muito bem-sucedido nesse propósito, mas ainda não permitiu identificar
totalmente as fontes desses raios cósmicos de energia ultra-alta.
"Medimos
várias propriedades dos raios cósmicos,
mas ainda não conseguimos localizar a fonte ou fontes deles. E não sabemos
exatamente se as partículas que chegam à Terra são puramente prótons ou núcleos
atômicos mais pesados, ou ainda uma mistura deles", afirmou Luiz Vitor.
[Imagem: ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu]
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Os raios cósmicos ultraenergéticos são detectados por tanques
de
água especiais, conhecidos como detectores de Cherenkov.
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Chuveiro
Atmosférico
De acordo com
pesquisadores da área, um dos desafios para identificar a fonte e a composição
dessas partículas - os raios cósmicos não são realmente
raios, mas partículas - vindas do espaço é que elas são medidas de
forma indireta.
Quando uma
partícula cósmica ultraenergética atinge a atmosfera terrestre, ela colide com
um núcleo atômico do ar, produzindo novas partículas que, por sua vez, também
colidem e interagem, em um efeito multiplicativo em cascata, formando um
chuveiro atmosférico extenso, constituído de um bilhão de partículas ou mais.
O Observatório
Auger estuda os raios cósmicos ultraenergéticos que chegam até a Terra medindo
esses chuveiros atmosféricos extensos produzidos por eles na atmosfera. A
expectativa é que o programa de atualização pelo qual o Observatório Auger deve
passar permita responder a essas questões ao melhorar consideravelmente a
resolução dos detectores de partículas do observatório.
Cada uma das
várias propostas de atualização que estão sendo analisadas envolve uma técnica
diferente para a identificação de múons - partículas
subatômicas ultraenergéticas presentes nos chuveiros atmosféricos - e requer
combinações diferentes de novos produtos eletrônicos, novos detectores e
modificações internas nos 1,6 mil detectores do observatório.
Espalhados por
uma área de 3 mil km2, em uma região plana ao lado dos Andes, os detectores são
tanques de polietileno com 12 mil litros de água purificada e instrumentalizados
com sensores fotomultiplicadores. Quando as partículas de um chuveiro
atmosférico atravessam a água no interior do tanque é emitida luz que pode ser
medida nos sensores.
As propostas de atualização do observatório preveem a
adição de novos detectores de múons nos chuveiros identificados. Mas antes de
instalar esses novos sensores, a um custo estimado de US$ 15 milhões, é
necessário avaliar se eles realmente funcionam, o que está sendo feito em
protótipos em escala de laboratório.
(Imagem: Elisabete de Gouveia Dal Pino - IAG-USP)
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Primeiro protótipo de um dos telescópios do futuro CTA,
que deverá ser o maior observatório astronômico
dedicado ao estudo de emissão
de raios gama.
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Observatório de Raios Gama
No início de 2015 também será escolhido o
país-sede no hemisfério Sul do CTA - consórcio internacional formado por 28
países, entre eles o Brasil - que pretende construir, até 2020, o maior
observatório astronômico do mundo dedicado ao estudo de objetos astrofísicos
que emitem raios gama.
O observatório contará com cerca de 100
telescópios que serão instalados em dois lugares distintos, um no hemisfério
Sul e outro no Norte.
No hemisfério Sul, os países candidatos a sediar
o observatório são o Chile e a Argentina, na América Latina, e a Namíbia, na
África.
Segundo Luiz Vitor, a ideia inicial é construir
um conjunto de sete telescópios - que formarão um arranjo embrionário do
observatório, denominado CTA Mini- Array - em torno do qual o restante
do observatório será posteriormente construído. Dos sete primeiros telescópios
três serão construídos pelo Brasil com financiamento da Fundação de Amparo à
Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP).
[Imagem: Divulgação]
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A ideia é construir o laboratório anexo a um túnel
rodoviário
de 14 quilômetros de extensão entre a Argentina e o Chile.
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Túnel Científico
A
outra iniciativa de pesquisa em astrofísica de partículas na América do Sul é a
construção do laboratório subterrâneo profundo Andes.
A ideia
é construir o laboratório anexo a um túnel rodoviário de 14 quilômetros de
extensão que Argentina e Chile pretendem escavar sob a Cordilheira dos Andes,
para facilitar o acesso dos países da América do Sul ao Oceano Pacífico.
O
projeto do laboratório subterrâneo prevê a instalação de diversos equipamentos
para estudos em diferentes áreas, como de um grande detector capaz de
identificar neutrinos de baixa energia e geoneutrinos - neutrinos produzidos pela decomposição de
produtos radioativos na Terra, como potássio, urânio e tório, que se estima
tenham grande relevância no balanço de calor da Terra.
O
túnel seria o lugar propício para a medição dessas partículas, e poderia ajudar
a lançar novas luzes sobre os hipotéticos neutrinos superluminais, que poderiam superar a
velocidade da luz.
"O
Andes possibilitaria a realização de experimentos, em diferentes áreas, que
necessitam de baixo nível de radiação, como medições de matéria escura e de
neutrino," explicou Luiz Vitor.
Até
o momento, apenas Argentina, Brasil, México e Chile têm-se empenhado no
projeto, que busca a adesão de outros países para sua viabilização.
Fonte: Site Inovação Tecnológica - http://www.inovacaotecnologica.com.br/
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