03:10 19 Setembro 2019
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    Aleksandr Novikov, físico da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear da Rússia (MEPhI)

    Ouvido da Antártica: físicos transformam quase todo o continente em detector de partículas

    © Foto / Arquivo pessoal de Aleksandr Novikov
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    Aleksandr Novikov, pesquisador sênior da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear da Rússia (MEPhI), explicou à Sputnik por que especialistas russos e seus colegas da NASA viajam para a Antártica anualmente para lançar "balões", partilhando sua experiência de viver perto do polo Sul.

    Seguindo caminho de Júlio Verne

    Anualmente, pesquisadores da Universidade do Havaí, NASA, MEPhI e de outros centros mundiais realizam expedições incomuns à Estação McMurdo, na Antártica, para lançamento de balões científicos carregados com equipamento de ponta, que permanecem no ar por três ou quatro meses.

    Esses "balões" buscam neutrinos de energia ultra-alta, traços de explosões e cataclismos mais potentes do universo que aconteceram nos centros de galáxias, próximos buracos negros supermaciços e outros contos do universo, cuja origem continua sendo discutida por astrônomos.

    Segundo Aleksandr Novikov, balões modernos podem regular sua altitude, subir ou descer a horas diferentes do dia, sendo até mais vantajosos do que satélites, pois cada balão pode ser relançado várias vezes.

    Além disso, balões podem transmitir e receber maior volume de informação do que satélites, acrescentou o pesquisador. Por essas razões, membros do projeto ANITA (Antarctic Impulse Transient Antenna, Antena Transitória de Impulso da Antártica) escolheram balões como ferramenta de busca de neutrinos.

    Enquanto neutrinos comuns são geralmente produzidos pelo Sol e outras estrelas, neutrinos de energia ultra-alta são originados por processos extremamente incomuns, tais como desintegração de partículas de matéria escura. O estudo tem por objetivo explicar a natureza destes processos. As partículas são tão raras que os cientistas tiveram que transformar a Antártica em um detector enorme, afirmou Novikov.

    Antártica na linha

    "A probabilidade de descoberta das partículas depende de dois fatores: a área total do detector e há quanto tempo funciona. No nosso caso, transformamos o próprio gelo da Antártica em um detector. […] Os balões nos permite observar quase todo o continente e registrar o que está acontecendo a centenas de quilômetros", explicou o cientista.

    Como funciona este detector natural? Sua base está completamente interligada a um efeito muito interessante, que foi previsto ainda em 1962 pelo físico soviético Gurgen Askarian. Ele sugeriu que neutrinos ultraenergéticos "contradizem" regras da física enquanto viajam através de materiais de alta densidade e não condutoras de corrente elétrica, como gelo ou sal, onde estas partículas têm velocidade maior do que a da luz.

    Bloco de antenas de rádio do detector ANITA (Antarctic Impulse Transient Antenna)
    © Foto / Arquivo pessoal de Aleksandr Novikov
    Bloco de antenas de rádio do detector ANITA (Antarctic Impulse Transient Antenna)

    Geralmente, a velocidade que supera a da luz produz clarões de luz, conhecidos como radiação de Cherenkov. No entanto, no caso de neutrinos de energia ultra-alta este processo causaria vigas de rádio e micro-ondas com propriedades peculiares. Além de bases científicas, na Antártica não há outras fontes de emissões rádio. Isso permite que pesquisadores detectem traços de neutrinos viajando através do gelo com ajuda de antenas de rádio potentes que operam como um radiotelescópio.

    Com o aumento do projeto, o território de antenas também cresceu. A quarta versão do detector representa um conjunto de radiorreceptores com sete metros de altura e de várias centenas de quilos. O conjunto de antenas é levantado ao ar por um balão a uma altitude de 37 quilômetros onde pode receber dados de quase todo o continente, segundo disse Novikov.

    Vida na Antártica

    A última sessão do projeto ANITA começou em dezembro passado e terminou nesta primavera. Os pesquisadores tiveram de deixar os balões e equipamento, pois pesam várias toneladas, explicou Novikov. Podem ser transportados apenas por um avião, mas é muito difícil e perigoso fazer aterrissagem durante a noite polar.

     Aleksandr Novikov, físico da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear da Rússia (MEPhI)
    © Foto / Arquivo pessoal de Aleksandr Novikov
    Aleksandr Novikov, físico da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear da Rússia (MEPhI)

    Os pesquisadores esperam que novos dados provem que o Modelo Padrão da Física de Partículas descreva o comportamento de neutrinos de energia ultra-alta de forma errada ou, pelo contrário, prove sua veracidade.

    "Ainda não processamos todos os dados coletados durante o penúltimo voo de aeróstato. Não conseguimos encontrar até agora neutrinos de energia ultra-alta, mas os detectores registraram quatro outros tipos de raios cósmicos passando pela atmosfera. Esperamos que os dados recebidos durante expedições de 2014 e 2016 nos ajudem a encontrar pelo menos alguns destes neutrinos e provar o Modelo Padrão", comentou o pesquisador.

    No fim de novembro, o físico russo planeja voltar à Antártica, onde o ANITA lançará outra expedição aos aeróstatos para desta vez levá-los ao continente para o próximo voo.

    "Trabalhar com eletrônica na Antártica não é muito agradável e até perigoso, pois a humidade zero domina a maioria da região. Ao tocar qualquer objeto metálico, você recebe quase sempre um choque de eletricidade estática", contou.

    Apesar das severas condições climáticas, cientistas estão quase prontos para se dirigir ao polo, onde aterrissaram aeróstatos e onde as condições serão ainda mais duras.

    Novikov espera que novos dados obtidos pelo ANITA ajudem a esclarecer um dos mistérios mais interessantes do espaço e revelar alguns enigmas da origem do universo.

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    Tags:
    neutrinos, estudos, balão, universo, expedição, Antártica
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