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23/11/2013

Detector de Neutrinos Encontram Indescritíveis Partículas Extraterrestres

Os neutrinos são uma partícula subatômica sem carga elétrica e que interage com outras partículas, só por meio da interação gravitacional e da fraca (duas das quatro interações fundamentais da Natureza, ao lado da eletromagnética e da forte).

É conhecido por suas características extremas: é extremamente leve (algumas centenas de vezes mais leve que o elétron), existe com enorme abundância (é a segunda partícula mais abundante do Universo conhecido, depois do fóton) e interage com a matéria de forma extremamente débil (cerca de 65 bilhões de neutrinos atravessam cada centímetro quadrado da superfície da Terra voltada para o Sol a cada segundo) - wikipedia.

Veja:

Esta imagem mostra a maior energia neutrino já observada (1,14
petaelectronvolts), que os cientistas chamaram 'Ernie', como visto
pelo Observatório de neutrinos IceCube no Pólo Sul, em 3 de janeiro
de 2012. Imagem lançado a 21 de novembro de 2013. Crédito: IceCube
olaboração.
Durante décadas, os cientistas têm procurado por partículas de neutrino fantasmagórica do espaço sideral, e agora eles finalmente as encontraram.

Usando o Observatório de neutrinos IceCube na Antártica, os investigadores encontraram a primeira evidência de neutrinos de fora do Sistema Solar desde 1987. As conclusões abriram a porta para uma nova era de Astronomia que poderia revelar os segredos dos mais estranhos fenômenos no universo, dizem os cientistas.

É um grande avanço,” disse Uli Katz, um físico de partículas na Universidade de Erlangen-Nuremberg, na Alemanha, que não estava envolvido com a pesquisa. “Acho que é uma das principais descobertas absolutas na astro-física,” Katz disse Space.com. [(Imagens): Os neutrinos além do Sistema Solar encontraram]

No século passado, os cientistas têm ponderado a fonte dos raios cósmicos, que contêm a energia de uma bala de espingarda em um único núcleo atômico. Acredita-se que objetos como supernovas, buracos negros ou explosões de raio gama que produzem raios cósmicos, mas sua origem é difícil de detectar. Em vez disso, os cientistas procuram os neutrinos - partículas subatômicas com nenhuma carga e muito pouco massa - produzidos quando os raios cósmicos interagem com seus arredores. Bilhões de neutrinos atravessam um centímetro quadrado de terra a cada segundo, e apenas uma pequena fração delas interagem com a matéria.

O laboratório IceCube na Estação Pólo Sul Amundsen-Scott, na
Antártida é o maior detector de neutrinos do mundo. Seus
computadores coletam dados brutos na atividade de neutrino de
sensores no gelo que olham para a luz emitida. Crédito: Sven
Lidstrom, IceCube/NSF
O IceCube situa-se dentro de um quilômetro cúbico de gelo sob o Pólo Sul. O Observatório é composto por 5.160 módulos ópticos digitais suspensos apartir de 86 seqüências de caracteres, que detectam os minúsculos flashes de luz azul emitidos quando os neutrinos interagem com moléculas no gelo, conhecida como radiação de Cherenkov. A maioria dos neutrinos detectados na terra se originam na atmosfera da Terra ou  do Sol.

Mas em abril de 2012, o IceCube detectou dois eventos de neutrinos com energias acima de 1 petaelectronvolt (PeV), os neutrinos definitivamente detectados primeiros de fora do Sistema Solar desde 1987, durante uma supernova na grande nuvem de Magalhães. Os novos eventos, que os cientistas apelidaram de “Bert” e “Ernie” (após as personagens da Vila Sésamo), foram mais de 1 milhão de vezes as energias dos observados em 1987.

As análise mais aprofundada revelaram 28 neutrinos de alta energia em IceCube, apartir de dados extraídos de maio de 2010 a maio de 2012. Cada evento foi superior a 30 teraelectronvolts (TeV). O grupo relatou resultados preliminares no dia 15 de maio, durante o Simpósio de astrofísica de partículas IceCube em UW, e os resultados completos foram detalhados online (21 de novembro) na revista Science.

Temos provas muito convincentes que temos os neutrinos fora da atmosfera da terra e além do Sistema Solar,” disse o co-autor do estudo Nathan Whitehorn, um físico da Universidade de Wisconsin-Madison.

O número de eventos é muito pequeno para identificar a origem dos neutrinos, no entanto.

Nós ainda não temos o número de neutrinos com que poderia pintar um retrato do céu na 'luz de neutrinos e assim determinar a sua origem,” disse Katz, que está liderando o projeto de um Observatório de neutrinos rival chamado KM3net, a ser construída sob o mar Mediterrâneo.

A próxima etapa estaremos respondendo perguntas como: de onde os neutrinos vêm? Quais são as suas energias e de que “sabor” são (os neutrinos chegaram em três tipos). Como o IceCube reúne mais dados, “Todas estas perguntas estão agora começando a ser abordadas,” disse Katz.

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