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]
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A arapuca de luz é um sensor que capturará sinais dos
neutrinos.
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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]
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O detector Super-Kamiokande, assim como outros detectores
de
neutrinos, estão entre os laboratórios mais profundos do mundo.
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"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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