Curiosidades

Físicos detectaram ”partículas fantasmas” pela primeira vez no LHC

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Os aceleradores de partículas são um grande e importante equipamento da ciência. O equipamento fornece energia e feixes de partículas eletricamente carregadas. Se usa os aceleradores em vários equipamentos, como naqueles usados na radioterapia e na radiografia. São úteis no nosso dia a dia, como também são importantes nas descobertas científicas.

Isso porque as experiências realizadas com o equipamento permitem que os estudiosos compreendam melhor as coisas que ocorrem em todo o planeta. Um dos equipamentos mais avançados nessa área é o LHC, que traduzido significa Grande Colisor de Hádrons. Se usa o acelerador na pesquisa das interações fundamentais.

Detecção

E agora, se alcançou um marco importante na física de partículas no LHC. Pela primeira vez, se detectou os neutrinos candidatos. E essa detecção pela primeira vez não foi apenas no LHC, mas em qualquer colisor de partículas.

Usando o subdetector de neutrinos FASERnu, se detectou seis interações de neutrinos. Elas não somente demonstraram a viabilidade da tecnologia, como também abriram um novo caminho para estudar essas partículas misteriosas, principalmente em altas energias.

“Antes deste projeto, nenhum sinal de neutrinos foi visto em um colisor de partículas. Este avanço significativo é um passo em direção ao desenvolvimento de uma compreensão mais profunda dessas partículas indescritíveis e do papel que desempenham no Universo”, disse o físico Jonathan Feng, da Universidade da Califórnia em Irvine, co-líder da Colaboração FASER.

Os neutrinos estão em toda parte. Eles são uma das partículas subatômicas mais presentes no universo. Contudo, eles não tem carga e tem uma massa quase zero. Por conta disso, por mais que eles fluam através do universo quase à velocidade da luz, eles quase não interagem com ele. Também se conhece eles como partículas fantasmas porque, para eles, o universo é basicamente incorpóreo.

LHC

Mesmo que raramente eles interajam, isso não é a mesma coisa que nunca. E por mais que os detectores, como o  IceCube na Antártica, Super-Kamiokande no Japão e MiniBooNE no Fermilab em Illinois usem matrizes fotodetectoras sensíveis projetadas para captar as chuvas de luz que emergem quando um neutrino interage com outras partículas em um ambiente completamente escuro, os cientistas queriam estudar os neutrinos produzidos nos aceleradores departículas.

Isso porque, os produzidos pelo colisor, que emergem principalmente da decomposição dos hádrons, são feitos com energias muito altas que não são tão estudadas. E essa detecção de neutrinos do colisor dá um acesso a energias e tipos de neutrinos que raramente são vistos em outros lugares.

Em 2018, a execução piloto do FASERnu registrou seis interações de neutrinos candidatos nas camadas de emulsão. O número pode não parecer grande, se considerar quantas partículas são produzidas em uma corrida no LHC. Mas ele deu informações vitais aos pesquisadores.

“Em primeiro lugar, verificou-se que a posição à frente do ponto de interação ATLAS no LHC é o local certo para detectar neutrinos do colisor. Em segundo lugar, nossos esforços demonstraram a eficácia do uso de um detector de emulsão para observar esses tipos de interações de neutrino”, disse Feng.

Observações

Atualmente, os pesquisadores estão trabalhando em uma versão completa do aparelho com aproximadamente 1.100 quilos. Ele irá ser significativamente mais sensível e irá permitir que os pesquisadores diferenciem entre os sabores de neutrino e seus equivalentes de antineutrino.

“Dada a potência de nosso novo detector e sua localização privilegiada no CERN, esperamos ser capazes de registrar mais de 10.000 interações de neutrinos na próxima execução do LHC, começando em 2022. Vamos detectar os neutrinos de mais alta energia que já foram produzidos a partir de uma fonte de fabricação humana”, concluiu o físico e astrônomo David Casper, da Universidade de Califórnia, Irvine, co-líder do projeto FASER.

Fonte: https://www.sciencealert.com/for-the-first-time-neutrinos-may-have-been-detected-at-the-large-hadron-collider

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