756: Descoberta origem das “partículas-fantasma” que atingiram a Antárctida o ano passado

Felipe Pedreros / IceCube / NSF
O IceCube Neutrino Observatory, na Estação Científica Internacional Scott-Amudsen, no Polo Sul

Uma equipa internacional de cientistas descobriu no espaço profundo a origem dos neutrinos – partículas subatómicas capazes de percorrer milhões de anos-luz e atravessar toda a matéria – que foram detectados em Setembro na Antárctida.

Segundo anuncia uma equipa de cientistas, em um estudo publicados esta quinta-feira na revista Science, os neutrinos detectados no Pólo Sul em Setembro tiveram origem numa galáxia elíptica a quatro mil milhões de anos-luz da Terra, que gira em torno de um buraco negro super-massivo – um fenómeno conhecido como ‘blazar‘.

Os neutrinos foram registados pelo detector de partículas Icecube, uma rede de mais de 5.000 sensores de luz dispostos numa grelha a mais de um quilómetro de profundidade, enterrado no gelo do Pólo Sul.

Quando um neutrino interage com o núcleo de um átomo, cria uma segunda partícula que, por sua vez, gera um cone de luz azul que é detectado pelo Icecube. Como a segunda partícula e a luz que gera mantêm o mesmo trajecto do neutrino, é possível aos cientistas detectar onde começou esse trajecto.

O Icecube está sempre a examinar o céu, mas na maior parte dos casos, os neutrinos que detecta são partículas de baixa energia, criadas por colisões de partículas subatómicas provenientes de raios cósmicos com núcleos de átomos na atmosfera terrestre.

Apesar de ser o maior do mundo no seu género, desde que começou a funcionar em 2013, o Icecube só conseguiu detectar 82 neutrinos de alta energia. Para identificar a origem do neutrino que atravessou o Universo, foi usada uma rede de instituições e investigadores, incluindo os que trabalham com alguns dos maiores telescópios do mundo.

A ‘blazar’ identificada já é conhecida dos astrónomos, que a designam apenas por uma referência alfanumérica, e caracteriza-se por gerar jactos de partículas altamente energéticas que apontam para a Terra.

Os neutrinos, que os cientistas designam como “partículas fantasma” porque quase não têm massa, são altamente voláteis, praticamente não interagem com a matéria e não são afectadas por campos magnéticos. É isso que explica que os misteriosos neutrinos possam percorrer distâncias inimagináveis sem nunca mudar de direcção.

Foi em 1912 que o físico austríaco Victor Hess provou que as partículas ionizadas que os cientistas encontravam na atmosfera vinham do espaço.

A carga energética das partículas dos raios cósmicos podem ser até centenas de milhões de vezes mais poderosas do que os seres humanos conseguem criar, como as que emanam do acelerador de partículas do CERN, na Suíça.

Na Via Láctea não se conhece nada que consiga gerar forças tão poderosas, e a origem dos neutrinos detectados na Terra era até agora um mistério.

ZAP // Lusa

Por Lusa
12 Julho, 2018

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610: Físicos teorizam a existência de uma partícula exótica: o di-omega

(dr) Keiko Murano

Através de um dos computadores mais poderosos do mundo, cientistas japoneses da HAL-QCD Collaboration realizaram simulações complexas e previram um novo tipo de partícula: o di-omega.

Bariões são partículas subatómicas formadas por três quarks e são um dos constituintes fundamentais da matéria. Os protões e os neutrões – que compõem os núcleos atómicos – são bariões.

Um dibarião é uma partícula com dois bariões em vez de ter apenas um, o que é mais usual. A carga dos bariões depende do tipo de quarks existentes dentro deles, que podem ser de seis tipos: up, down, top, bottom, charm e strange.

Na natureza, há apenas uma partícula conhecida que é composta por dois bariões: o deutério, que nada mais é do que um protão e um neutrão ligados entre si. Embora os cientistas acreditem na existência de outros dibariões, até agora não foi encontrado nenhum.

No entanto, através de simulações complexas baseadas na cromodinâmica quântica (a teoria que descreve as interacções dos quarks), físicos da HAL-QCD Collaboration conseguiram modelar potenciais dibariões estáveis, para que os possamos procurar em experiências futuras.

Esta tarefa não foi nada fácil, dado que quantos mais quarks existem numa partícula, mais complexas são as suas interacções, fazendo com que seja necessário maior poder de computação para criar potenciais modelos.

Os cientistas usaram um dos computadores mais poderosos do mundo, o Computador K do Instituto Avançado de Ciência Computacional RIKEN, em Kobe, no Japão, que tem um poder computacional de 10 petaflops, ou seja, 10 mil biliões de operações por segundo.

Mas apesar do seu poder computacional, o computador levou quase três anos para chegar a uma conclusão sobre a partícula. O di-omega consiste em dois bariões ómega, que contêm três quarks strange cada um. É, segundo os investigadores, o “mais estranho” de todos os potenciais dibariões que podemos identificar um dia.

O estudo, publicado recentemente na Physical Review Letters, baseou-se em trabalhos anteriores, num aperfeiçoamento dos métodos e na criação de uma nova estrutura teórica e de um novo algoritmo, de modo a permitir cálculos mais eficientes.

Os físicos acreditam que este trabalho dará frutos no futuro, nomeadamente pela sua aplicação em ambientes experimentais de modo a procurar evidências desta partícula no mundo real.

“Acreditamos que estas partículas poderiam ser geradas através de colisões com iões pesados na Europa e no Japão”, disse o físico quântico Tetsuo Hatsuda, do Instituto RIKEN. “Estamos ansiosos para trabalhar com colegas a fim de descobrir o primeiro sistema de dibariões, além do deutério”.

ZAP // HypeScience / SCI-NEWS

Por ZAP
4 Junho, 2018

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