{"id":66178,"date":"2017-05-22T15:27:38","date_gmt":"2017-05-22T18:27:38","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=66178"},"modified":"2017-05-22T15:27:38","modified_gmt":"2017-05-22T18:27:38","slug":"o-detector-de-materia-escura-mais-sensivel-ja-feito-trouxe-seus-primeiros-resultados","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/o-detector-de-materia-escura-mais-sensivel-ja-feito-trouxe-seus-primeiros-resultados\/","title":{"rendered":"O detector de mat\u00e9ria escura mais sens\u00edvel j\u00e1 feito trouxe seus primeiros resultados"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>Cerca de 85% da mat\u00e9ria que cientistas detectaram no universo v\u00eam de algo que n\u00e3o conseguimos sentir ou ver. \u00c9, aparentemente, uma enorme quantidade de massa cuja gravidade dobra a luz de outras estrelas e faz as gal\u00e1xias girarem estranhamente<\/a>. E os cientistas querem, muito, muito saber o que essa tal mat\u00e9ria escura \u00e9.<\/p>\n

Mas como se detecta algo que n\u00e3o podemos ver ou sentir? Se a mat\u00e9ria escura \u00e9 uma part\u00edcula min\u00fascula, como tantas teorias preveem, ent\u00e3o a solu\u00e7\u00e3o s\u00e3o cubas gigantes de xen\u00f4nio l\u00edquido, um elemento que, normalmente, \u00e9 um g\u00e1s em temperatura ambiente, enterrado fundo em po\u00e7os de minas ou em montanhas. E a maior cuba em funcionamento, um experimento chamado XENON1T, enterrado embaixo de uma montanha em Gran Sasso, na It\u00e1lia, acabou de lan\u00e7ar seus primeiros resultados. Ainda n\u00e3o h\u00e1 sinais de mat\u00e9ria escura, mas ainda n\u00e3o tem ningu\u00e9m perdendo a esperan\u00e7a.<\/p>\n

\u201cAcho que o mais empolgante \u00e9 o fato de que o detector funciona como esperamos\u201d, contou Laura Baudis, professora do Instituto de F\u00edsica da Universidade de Zurique, em entrevista ao Gizmodo.<\/p>\n

Mas por que cubas de xen\u00f4nio l\u00edquido? No momento, f\u00edsicos t\u00eam raz\u00f5es convincentes para acreditar que a mat\u00e9ria escura deve ser um tipo de part\u00edcula que s\u00f3 interage muito fracamente com o n\u00facleo de \u00e1tomos de mat\u00e9rias normais.\u00a0Eles esperam que essas part\u00edculas atinjam os n\u00facleos de xen\u00f4nio l\u00edquido, produzindo part\u00edculas de luz ou derrubando um el\u00e9tron. O tempo entre o sinal de f\u00f3ton inicial da colis\u00e3o e outro sinal de f\u00f3ton de um el\u00e9tron liberado migrando para fora do experimento determina onde na c\u00e2mara a mat\u00e9ria escura teria colidido. Tubos fotomultiplicadores amplificam o sinal e aparecem como um ponto acima de algum fundo em um gr\u00e1fico.<\/p>\n

O pessoal do XENON1T n\u00e3o est\u00e1 muito preocupado com a falta de detec\u00e7\u00e3o ainda\u00a0\u2014 seus resultados, publicados <\/a>nesta sexta-feira (19) no servidor de pr\u00e9-impress\u00e3o de f\u00edsica do arXiv, foram baseados apenas no equivalente a um m\u00eas de dados. Se voc\u00ea colocar um grande vaso em seu quintal e esperar um meteoro acert\u00e1-lo, voc\u00ea n\u00e3o diria que \u201cmeteoros n\u00e3o existem\u201d s\u00f3 porque voc\u00ea n\u00e3o pegou um em um m\u00eas. Especialmente se, no caso da mat\u00e9ria escura, os meteoros passassem atrav\u00e9s do vaso e a \u00fanica maneira de detectar que voc\u00ea havia pego um fosse por meio de um ponto de luz deixado em uma c\u00e2mera.<\/p>\n

Isso \u00e9 basicamente o que esses tipos de experimentos f\u00edsicos fazem. Uma vez que os cientistas tenham provado que n\u00e3o h\u00e1 mat\u00e9ria escura na massa detect\u00e1vel pela sensibilidade operacional do experimento (que normalmente leva alguns anos), eles v\u00e3o para detectores mais sens\u00edveis (leia-se maiores). Experimentos maiores aumentam as chances de, de fato, detectar-se algo, e isso significa mais xen\u00f4nio.<\/p>\n

\u201cToda vez que executamos nosso detector por mais tempo ou o aumentamos, estamos explorando mais do espa\u00e7o de par\u00e2metro\u201d, disse Christopher Tunnell, do Kavli Institute for Cosmological Physics, da Universidade de Chicago, em entrevista ao Gizmodo. \u201cVoc\u00ea consegue dizer se a mat\u00e9ria \u00e9 isso ou aquilo.\u201d<\/p>\n

Voc\u00ea provavelmente est\u00e1 se perguntando: se esses detectores s\u00e3o t\u00e3o sens\u00edveis, como \u00e9 que eles sabem que detectaram mat\u00e9ria escura e n\u00e3o outra coisa? Porta-voz do XENON1T da Universidade da Calif\u00f3rnia em San Diego, Kaixuan Ni me explicou que a radia\u00e7\u00e3o pode vir de qualquer canto e causar um sinal no detector. Portanto, o XENON1T est\u00e1 enterrado bem fundo no subsolo, para manter fora part\u00edculas dispersas do espa\u00e7o. Os cientistas tamb\u00e9m descobrem com o que \u00e1tomos naturais de elementos radioativos podem se parecer no detector, para que possam cortar quaisquer desses sinais durante a an\u00e1lise de dados. O XENON1T tamb\u00e9m \u00e9 protegido por \u00e1gua, e seus mais recentes resultados s\u00f3 incluem dados do meio do detector, usando as camadas externas de xen\u00f4nio como defesa adicional.<\/p>\n

Essa \u00e9 h\u00e1 muito tempo a maneira como os f\u00edsicos t\u00eam lentamente descartado as poss\u00edveis propriedades que as part\u00edculas de mat\u00e9ria escura tenham tido. XENON1T significa X\u00c9NON 1 tonelada, porque cont\u00e9m uma tonelada (bom, na verdade um pouco mais que tr\u00eas toneladas) de xen\u00f4nio l\u00edquido. Costumava-se chamar de XENON100, e, antes disso, XENON10. Detectores concorrentes est\u00e3o procurando por part\u00edculas de mat\u00e9ria escura de maneiras semelhantes\u00a0\u2014 \u00a0o experimento\u00a0Large Underground Xenon<\/a>\u00a0(LUX) finalizou <\/a>sua busca por mat\u00e9ria escura sem uma part\u00edcula sequer para mostrar no ver\u00e3o passado e, atualmente, est\u00e1 se aprimorando para \u201cLZ\u201d. Tem tamb\u00e9m o PandaX <\/a>(mais uma vez, uma cuba de xen\u00f4nio) e outros que usam outro g\u00e1s nobre, o arg\u00f4nio. Esses gases nobres s\u00e3o usados porque eles liberam luz e el\u00e9trons quando s\u00e3o esmagados, de acordo com um artigo <\/a>na\u00a0Symmetry Magazine<\/em>.<\/p>\n

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O tanque d\u2019\u00e1gua do XENON1T (Imagem:\u00a0the XENON collaboration)<\/em><\/p>\n

O pessoal do experimento LUX\/LZ e outros de fora da comunidade da f\u00edsica t\u00eam prestado bastante aten\u00e7\u00e3o na concorr\u00eancia. O XENON1T \u00e9 o primeiro a sair na mais nova itera\u00e7\u00e3o desses experimentos. \u201cEssa \u00e9 a pr\u00f3xima gera\u00e7\u00e3o deixando a inf\u00e2ncia, de certa forma\u201d, disse Bob Jacobsen, f\u00edsico da Universidade da Calif\u00f3rnia em Berkeley e que trabalha no LUX e no LZ, em entrevista ao Gizmodo. \u201cEles n\u00e3o est\u00e3o apenas mostrando que os tubos fotomultiplicadores funcionam, mas, sim, fazendo f\u00edsica de verdade.\u201d E, embora n\u00e3o fale em nome do LZ, Jacbson disse que a press\u00e3o est\u00e1, definitivamente, acontecendo agora. \u201cTodos est\u00e3o focados em construir o pr\u00f3ximo experimento. \u00c9 dif\u00edcil vencer algu\u00e9m cujo detector \u00e9 tr\u00eas, quatro vezes maior que o seu.\u201d<\/p>\n

Outros acharam que os novos resultados n\u00e3o s\u00e3o um salto t\u00e3o grande. Kathryn Zurek, f\u00edsica te\u00f3rica do Lawrence Berkeley National Laboratory, na Calif\u00f3rnia, me disse que os resultados do XENON1T superaram apenas por muito pouco os do LUX no ano passado, que descartaram part\u00edculas de mat\u00e9ria escura dentro de um certo alcance de massa. Ela apontou que esses detectores de mat\u00e9rias negras de baixa intera\u00e7\u00e3o est\u00e3o agora em \u201cmodo de produ\u00e7\u00e3o\u201d, trabalhando lentamente em busca de ind\u00edcios de part\u00edculas.<\/p>\n

Mas, como com os experimentos \u201cconcorrentes\u201d ATLAS e CMS, no Grande Colisor de H\u00e1drons, que descobriram em conjunto o b\u00f3son de Higgs, \u00e9 importante ter uma verifica\u00e7\u00e3o independente no caso de uma descoberta. \u201cPrecisamos de dois experimentos\u201d, disse Ni. \u201cSe o XENON1T descobre sinais de mat\u00e9ria escura, ent\u00e3o o LZ pode confirmar isso.\u201d<\/p>\n

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O detector XENON1T (Imagem:\u00a0the XENON collaboration)<\/em><\/p>\n

Conforme esses experimentos crescem, as pessoas est\u00e3o come\u00e7ando a sentir a press\u00e3o do que pode acontecer se fracassarmos em descobrir mat\u00e9ria escura. \u201cN\u00e3o d\u00e1 para fazer isso para sempre\u201d, disse Tunnell. \u201cVoc\u00ea se pergunta se talvez a mat\u00e9ria escura \u00e9 diferente do que o que voc\u00ea espera que seja.\u201d Em outras palavras, n\u00e3o uma part\u00edcula de intera\u00e7\u00e3o fraca. Os cientistas ainda n\u00e3o est\u00e3o nesse n\u00edvel, disse Baudis, e eles est\u00e3o trabalhando para construir o detector de mat\u00e9ria escura definitivo, chamado DARWIN<\/a>. Mas uma vez que esses experimentos fiquem sens\u00edveis o bastante que part\u00edculas min\u00fasculas emanando do sol e do espa\u00e7o sideral chamadas \u201cneutrinos\u201d comecem a aparecer no detector, talvez ent\u00e3o seja a hora de jogar a toalha. \u201cSe n\u00e3o tivermos visto nenhuma mat\u00e9ria escura at\u00e9 l\u00e1, ent\u00e3o haveria neutrinos demais\u201d, ela disse. N\u00e3o \u00e9 um atalho, disse Zurek, mas seria necess\u00e1rio muito mais xen\u00f4nio para buscar uma simples intera\u00e7\u00e3o de part\u00edcula de mat\u00e9ria escura em um mar de neutrinos.<\/p>\n

\u201cEnt\u00e3o a pergunta que ser\u00e1 feita ap\u00f3s a constru\u00e7\u00e3o do LZ ser\u00e1: vamos construir outra gera\u00e7\u00e3o de experimentos?\u201d, questionou Zurek. \u201cAgora, estamos falando sobre quantidades de xen\u00f4nio conseguindo ser uma fra\u00e7\u00e3o n\u00e3o-trivial do fornecimento do mundo.\u201d<\/p>\n

Nesse caso, os cientistas precisariam ca\u00e7ar mat\u00e9ria escura de maneiras diferentes<\/a>. Isso \u00e9 algo que os cientistas j\u00e1 est\u00e3o discutindo, segundo Zurek.<\/p>\n

Mas ainda n\u00e3o estamos l\u00e1. As atuais cubas de xen\u00f4nio est\u00e3o ca\u00e7ando naquela \u201c\u00e1rea boa\u201d onde a mat\u00e9ria escura de fraca intera\u00e7\u00e3o pode se comunicar com nossos experimentos via part\u00edculas que conhecemos e podemos detectar. Ent\u00e3o, por enquanto, a busca continua. \u201cN\u00f3s simplesmente n\u00e3o temos como saber at\u00e9 procurar\u201d, disse Baudis.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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