Físicos Brasileiros Ingressam no “LHC do Espaço”
Olá leitor!
Segue abaixo um novo artigo publicado hoje (10/08) no site da Agência FAPESP, destacando o ingresso de Físicos
Brasileiros no “LHC do Espaço”,
notícia esta já foi abordada aqui no
Blog em junho passado (veja aqui).
Duda Falcão
Notícias
Físicos
Brasileiros Ingressam
no “LHC do Espaço”
Por Elton Alisson
Agência FAPESP
10 de agosto de 2015
(Imagem:AMS-02)
Detector de partículas AMS-02 apresenta desempenho
comparável
aos detectores do Grande Colisor de Hádrons (LHC).
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Na Estação
Espacial Internacional (ISS, da sigla em inglês) há um detector de partículas,
batizado de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), em operação há quatro anos,
que apresenta um desempenho comparável aos detectores do Grande Colisor de
Hádrons (LHC, na sigla em inglês), da Organização Europeia para Pesquisa
Nuclear (CERN), na Suíça. Por isso mesmo, o AMS-02 pode ser chamado de “LHC do
espaço”.
O Instituto de
Física de São Carlos (IFSC), da Universidade de São Paulo (USP), passou
recentemente a fazer parte da colaboração internacional – composta por mais de
600 físicos, vinculados a 56 instituições de pesquisa de 16 países – que
projetou, construiu e opera o AMS-02.
A inclusão do
IFSC como a primeira instituição da América do Sul a participar do projeto
internacional foi viabilizada pelo projeto “Busca
indireta de matéria escura com o detector AMS-02”, apoiado pela FAPESP
no âmbito do Programa Jovens
Pesquisadores em Centros Emergentes.
A proposta de
colaboração entre pesquisadores do IFSC com colegas do Laboratorie
d’Annecy-Le-Vieux de Physique des Particules, do Centre National de la
Recherche Scientifique (CNRS), da França, para participar do projeto AMS-02
também foi uma das selecionadas na segunda
chamada do Programa São
Paulo Researchers in International Colaboration (SPRINT), da FAPESP.
“Nosso grupo
de pesquisa será focado na busca de matéria escura por meio da medição de raios
cósmicos detectados pelo AMS-02”, disse Manuela Vecchi, professora do IFSC-USP
e coordenadora do projeto, à Agência FAPESP.
O AMS-02 foi
projetado para medir as propriedades dos raios cósmicos – partículas
energéticas que se deslocam a velocidades próximas à da luz, como prótons,
elétrons, pósitrons (antipartículas do elétron) e antiprótons (antipartículas
do próton) –, com o intuito de contribuir para aumentar a compreensão sobre
como foi formado o Universo.
A medição com
alta precisão da composição e dos fluxos desses raios cósmicos poderá ajudar a
identificar, por exemplo, se existem restos de antimatéria primordial na nossa
galáxia, que teriam que existir para que ocorresse o Bing Bang e o Universo
fosse formado, há quase 14 bilhões de anos.
“Nós sabemos
que, em seu início, o Universo era constituído, provavelmente, de matéria e
antimatéria, em proporções iguais. Mas a parte do Universo explorada até agora
mostra que ele é constituído, principalmente, de matéria”, explicou Vecchi.
As partículas
de antimatéria detectadas até hoje – como os pósitrons e antiprótons – são
produzidas juntamente com outras partículas de matéria em alguns processos
astrofísicos, afirmou a pesquisadora.
Ao estudar a
composição e o fluxo de raios cósmicos por meio do AMS-02 poderá ser possível
identificar potenciais fontes exclusivas de antimatéria, que podem ser
antiestrelas ou antigaláxias, exemplificou.
“Até agora
ainda não foi encontrada nenhuma fonte exclusiva de antimatéria no Universo”,
afirmou Vecchi.
Já a medição
da composição e do fluxo de antimatéria, como pósitron e antiprótons, permite
estudar a presença na galáxia de matéria escura – que compõe 25% do Universo e
tem esse nome porque não emite nem absorve radiação eletromagnética –, apontou
a pesquisadora.
“As medidas já
realizadas pelo AMS-02 e por outros detectores que entraram em operação nos
últimos anos apontam que há mais pósitrons observados na nossa galáxia do que o
esperado em processos astrofísicos convencionais”, disse Vecchi.
“Isso
significa que, provavelmente, além dos processos astrofísicos convencionais, os
pósitrons também são produzidos por outras fontes na nossa galáxia, mas ainda
não sabemos quais”, ponderou.
Uma das
hipóteses é que no espaço há zonas com grande densidade de partículas de
matéria escura que se chocam e se anulam, perto do Sistema Solar.
Os modelos
teóricos preveem que um fluxo significativo de pósitrons e antiprótons é
produzido durante esse processo de aniquilação da matéria escura, e que esse
fluxo de partículas de antimatéria poderia ser detectado uma vez que possui um
espectro de energia muito diferente do fluxo das partículas produzidas em
fontes astrofísicas, explicou a pesquisadora.
“Um dos
objetivos da colaboração do AMS-02 é entender a origem dos pósitrons e dos
antiprótons e tentar identificar se essas partículas são produzidas realmente
em fontes astrofísicas ou se são resultado da aniquilação da matéria escura”,
afirmou.
Instalação
no Espaço
Segundo a
pesquisadora, o projeto de construção do AMS-02 foi iniciado há mais de 15
anos.
Antes de ser
enviado ao espaço, o detector foi testado no feixe de testes do CERN, que, além
de ser usado para o LHC, também é utilizado para calibrar as respostas de
diferentes detectores de partículas.
Depois da
realização dos testes, o detector foi enviado aos Estados Unidos, para a
agência espacial norte-americana – a Nasa –, e conduzido à Estação Espacial
Internacional, no início de 2011, pelo ônibus espacial Endeavor.
“O AMS-02 é o
primeiro e único detector de partículas em operação na Estação Espacial
Internacional”, afirmou Vecchi.
“A maioria dos
projetos realizados atualmente na Estação é focado em desenvolvimento
biológico, como a avaliação de diferentes formas de vida em condições de
microgravidade. Os próprios astronautas que trabalham lá são considerados
experimentos vivos”, contou.
Os dados são
coletados a um ritmo de, aproximadamente, 700 vezes por segundo, processados
por computadores a bordo da Estação Espacial Internacional e encaminhados por
satélites da Nasa ao centro de controle do experimento, localizado no CERN.
“O centro de
controle do experimento, que controla o AMS-02 remotamente, funciona 24 horas,
durante todos os dias do ano, porque o detector capta e transfere dados para a
Terra ininterruptamente”, disse Vecchi.
De acordo com
a pesquisadora, a razão de enviar o detector para o espaço foi possibilitar a
medição de raios cósmicos antes de as partículas interagirem com a atmosfera.
Dessa forma, é
possível ter acesso à composição dos raios cósmicos e estudar a antimatéria,
uma vez que o campo magnético produzido pelo detector permite distinguir cargas
positivas e negativas.
“O AMS-02 pode
identificar prótons, núcleos de hélio, elétrons, pósitrons, antiprótons e
núcleos mais pesados nos raios cósmicos”, afirmou.
Já existem
observatórios terrestres de raios cósmicos, como o Pierre Auger – o maior
observatório de raios cósmicos em operação no mundo, instalado em Malargüe, na
província de Mendoza, na Argentina, a 1,1 mil quilômetros de Buenos Aires (Saiba mais
sobre o Observatório Pierre Auger em agencia.fapesp.br/20954).
Os detectores
do Pierre Auger, contudo, detectam partículas secundárias, que foram produzidas
na interação dos raios cósmicos com a atmosfera, com energias maiores do que as
detectadas pelo AMS-02, de 1020 (cem bilhões de bilhões) de elétrons-volts
(eV).
“Os objetivos
científicos do AMS-02 e do Observatório Pierre Auger são diferentes, mas
complementares”, avaliou Vecchi.
“Acreditamos
que os raios cósmicos detectados pelo AMS-02 são, provavelmente, de origem
galáctica. Já para estudar raios cósmicos produzidos em fontes que estão fora
da nossa galáxia, com energias maiores, precisamos de detectores maiores que
estão na Terra, como os do Observatório Pierre Auger”, comparou.
A pesquisadora
italiana é membro da colaboração AMS-02 desde 2011, quando realizava um
pós-doutorado no CERN, na Suíça.
Fonte: Site da Agência FAPESP
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