{"id":71808,"date":"2017-09-04T11:00:00","date_gmt":"2017-09-04T14:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/?p=71808"},"modified":"2017-09-04T10:27:57","modified_gmt":"2017-09-04T13:27:57","slug":"pesquisador-da-unicamp-comandara-area-chave-no-maior-estudo-mundial-sobre-neutrinos","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/espacoecologico.com.br\/arquivo\/pesquisador-da-unicamp-comandara-area-chave-no-maior-estudo-mundial-sobre-neutrinos\/","title":{"rendered":"Pesquisador da Unicamp comandar\u00e1 \u00e1rea-chave no maior estudo mundial sobre neutrinos"},"content":{"rendered":"

\"\"<\/a>O f\u00edsico\u00a0Ettore Segreto<\/a>, professor do Instituto de F\u00edsica Gleb Wataghin, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), foi nomeado l\u00edder do Dune Photon Detection System, um dos cinco cons\u00f3rcios internacionais que integram o megaexperimento Dune \u2013 Deep Underground Neutrino Experiment. Com sede no Fermilab (Fermi National Accelerator Laboratory), Estados Unidos, o Dune \u00e9 o mais ambicioso experimento j\u00e1 idealizado para o estudo dos neutrinos (leia mais sobre o projeto em\u00a0http:\/\/agencia.fapesp.br\/25451\/<\/a>).<\/p>\n

A colabora\u00e7\u00e3o internacional respons\u00e1vel pelos cinco cons\u00f3rcios encarregados de lev\u00e1-lo adiante j\u00e1 re\u00fane 970 pesquisadores, de 164 institui\u00e7\u00f5es, de 31 pa\u00edses. Para o \u00eaxito do empreendimento, o sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o (Dune Photon Detection System) \u00e9 crucial, pois ser\u00e1 por meio da cintila\u00e7\u00e3o produzida pela passagem dos neutrinos atrav\u00e9s de gigantescos tanques de arg\u00f4nio l\u00edquido que os pesquisadores esperam obter informa\u00e7\u00f5es fundamentais sobre a forma\u00e7\u00e3o do Universo e a estrutura do mundo material.<\/p>\n

Doutorado em f\u00edsica pela Universit\u00e0 degli Studi dell’Aquila, tradicional universidade p\u00fablica italiana, fundada em 1596, Segreto veio para o Brasil incentivado por sua esposa e colaboradora, Ana Am\u00e9lia Bergamini Machado, atualmente professora do Centro de Ci\u00eancias Naturais e F\u00edsicas, da Universidade Federal do ABC (UFABC). Foi Machado que o convenceu a concorrer ao cargo de professor na Unicamp. Aprovado no concurso, Segreto solicitou e obteve suporte financeiro da FAPESP, por meio do porgrama Apoio a Jovens Pesquisadores em Centros Emergentes.<\/p>\n

\u201cO apoio da FAPESP tem sido fundamental, tanto para mim quanto para todos os outros cientistas de institui\u00e7\u00f5es brasileiras envolvidos no Dune\u201d, disse o pesquisador. A FAPESP apoia a participa\u00e7\u00e3o brasileira por meio do Projeto Tem\u00e1tico \u201cDesafios para o S\u00e9culo XXI em F\u00edsica e Astrof\u00edsica de Neutrinos\u201d, coordenado por Orlando Luis Goulart Peres, e do aux\u00edlio \u00e0 pesquisa no \u00e2mbito do Jovens Pesquisadores \u201cPrograma de arg\u00f4nio l\u00edquido na Unicamp”, coordenado pelo pr\u00f3prio Segreto. Recentemente, apoiou tamb\u00e9m a realiza\u00e7\u00e3o do \u201cDUNE Workshop\u201d, organizado por Segreto e Machado.<\/p>\n

Arapuca para detectar f\u00f3tons<\/strong><\/p>\n

Em um fluxo criativo, enquanto viajavam de carro por uma estrada italiana, o casal de pesquisadores concebeu um dispositivo engenhoso e barato para detec\u00e7\u00e3o de f\u00f3tons. Denominado Arapuca, o equipamento est\u00e1 em an\u00e1lise pelo cons\u00f3rcio internacional e tem grande chance de ser adotado como um dos principais componentes do sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o do Dune. A decis\u00e3o dever\u00e1 ser anunciada em dois ou tr\u00eas meses.<\/p>\n

O Arapuca \u00e9 uma esp\u00e9cie de armadilha para capturar a luz. \u201cUm dos desafios para o sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o do Dune \u00e9 que os tanques de arg\u00f4nio onde dever\u00e3o ocorrer as cintila\u00e7\u00f5es s\u00e3o muito grandes e os sensores de luz dispon\u00edveis s\u00e3o muito pequenos. Em particular, os sensores de sil\u00edcio que ser\u00e3o utilizados t\u00eam uma superf\u00edcie coletora da ordem de apenas um cent\u00edmetro quadrado [1 cm2]. A fun\u00e7\u00e3o do Arapuca \u00e9 aumentar a \u00e1rea de coleta e aprisionar os f\u00f3tons coletados dentro de uma caixa, para disponibiliz\u00e1-los aos sensores\u201d, afirmou Segreto.<\/p>\n

O pesquisador explicou, passo a passo, como isso \u00e9 feito: \u201cA intera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas geradas pelos neutrinos com o arg\u00f4nio l\u00edquido dos grandes tanques produz luz com comprimento de onda de 128 nan\u00f4metros. Por meio de um filtro, modificamos o comprimento de onda para 350 nan\u00f4metros. Como a janela do Arapuca \u00e9 transparente para esse comprimento de onda, os f\u00f3tons conseguem entrar. Por\u00e9m, uma vez l\u00e1 dentro, usamos um segundo filtro para fazer o comprimento de [onda retornar aos] 128 nan\u00f4metros. E os f\u00f3tons n\u00e3o conseguem sair, porque a janela \u00e9 opaca para esse comprimento de onda. Aprisionados, eles ficam ricocheteando nas paredes altamente reflexivas da caixa, at\u00e9 serem captados pelos sensores colocados no interior\u201d.<\/p>\n

Esses filtros, chamados genericamente de wavelength shifters (deslocadores de comprimento de onda), s\u00e3o constitu\u00eddos por materiais org\u00e2nicos (hidrocarbonetos polic\u00edclicos arom\u00e1ticos) que absorvem f\u00f3tons em uma banda de frequ\u00eancias e os reemitem em outra. No caso, ser\u00e3o utilizados o para-terfenilo e o tetrafenil butadieno. O Arapuca j\u00e1 foi incorporado ao sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o do ProtoDune, um prot\u00f3tipo em grande escala do Dune, que est\u00e1 sendo constru\u00eddo e dever\u00e1 entrar em opera\u00e7\u00e3o no CERN (Organiza\u00e7\u00e3o Europeia para a Pesquisa Nuclear) em outubro de 2018. Respons\u00e1veis pelo sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o do ProtoDune, Segreto e Machado encontram-se atualmente no CERN, de onde o pesquisador falou para a Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

\u201cA fun\u00e7\u00e3o do ProtoDune \u00e9 testar todas as solu\u00e7\u00f5es tecnol\u00f3gicas e t\u00e9cnicas que ser\u00e3o utilizadas posteriormente no Dune\u201d, informou o pesquisador. \u201cO teste n\u00e3o ser\u00e1 feito com neutrinos, mas com um feixe de part\u00edculas eletricamente carregadas, produzidas por um dos aceleradores do CERN, e apontadas para um detector com cerca de mil toneladas de arg\u00f4nio l\u00edquido. J\u00e1 o Dune utilizar\u00e1, no total, 70 mil toneladas de arg\u00f4nio l\u00edquido, 40 mil das quais compor\u00e3o o tanque de detec\u00e7\u00e3o propriamente dito\u201d, continuou.<\/p>\n

Os objetivos, o hist\u00f3rico e o modus operandi do Dune foram descritos em detalhes em reportagem anterior da Ag\u00eancia da FAPESP [leia aqui\u00a0http:\/\/agencia.fapesp.br\/25451\/<\/a>]. Resumidamente, o acelerador do Fermilab produzir\u00e1 o mais poderoso feixe de neutrinos j\u00e1 estudado. Esse feixe ser\u00e1 detectado duas vezes: primeiro, bem perto da fonte, no pr\u00f3prio Fermilab, no estado de Illinois; depois, a 1.300 quil\u00f4metros da fonte, no estado de South Dakota.<\/p>\n

O segundo detector \u00e9 o gigante preenchido por 70 toneladas de arg\u00f4nio, mantido em estado l\u00edquido por uma refrigera\u00e7\u00e3o a menos 184 graus Celsius. O que ele registrar\u00e1 ser\u00e3o os chuveiros de part\u00edculas e luz produzidos quando os neutrinos superenerg\u00e9ticos arrancarem de suas \u00f3rbitas el\u00e9trons dos \u00e1tomos de arg\u00f4nio. Um dos principais alvos do Dune \u00e9 comparar, por meio das duas detec\u00e7\u00f5es, os padr\u00f5es de oscila\u00e7\u00e3o dos neutrinos e dos antineutrinos (as antipart\u00edculas dos neutrinos). Se esses padr\u00f5es n\u00e3o forem rigorosamente sim\u00e9tricos, isso fornecer\u00e1 aos pesquisadores uma prova concreta da \u201cviola\u00e7\u00e3o de simetria de carga-paridade\u201d (CPV).<\/p>\n

A CPV \u00e9 um ingrediente fundamental do chamado modelo padr\u00e3o. E explica por que um universo que, no in\u00edcio, possu\u00eda quantidades id\u00eanticas de mat\u00e9ria e antimat\u00e9ria se transformou em um universo no qual a mat\u00e9ria \u00e9 amplamente predominante. Se a composi\u00e7\u00e3o tivesse se mantido rigorosamente sim\u00e9trica, mat\u00e9ria e antimat\u00e9ria teriam se aniquilado. Mas, de acordo com o modelo, a viola\u00e7\u00e3o de simetria gerou um pequeno excedente de mat\u00e9ria em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 antimat\u00e9ria. E foi esse excedente que resultou no universo material: gal\u00e1xias, estrelas, planetas, vida, humanidade.<\/p>\n

Al\u00e9m da viola\u00e7\u00e3o de simetria, os pesquisadores da colabora\u00e7\u00e3o internacional esperam poder registrar tamb\u00e9m, no gigantesco tanque de arg\u00f4nio, um outro fen\u00f4meno, que n\u00e3o depende dos neutrinos: o decaimento do pr\u00f3ton, previsto pela teoria, por\u00e9m jamais observado. Se isso ocorrer \u2013 e h\u00e1 grande expectativa de que ocorra \u2013 o experimento ter\u00e1 proporcionado uma prova emp\u00edrica da capacidade preditiva de modelos supersim\u00e9tricos que buscam unificar tr\u00eas das quatro intera\u00e7\u00f5es conhecidas: eletromagn\u00e9tica, nuclear forte e nuclear fraca.<\/p>\n

O terceiro alvo do experimento \u00e9 o aprimoramento de modelos acerca da forma\u00e7\u00e3o de estrelas de n\u00eautrons e buracos negros, mediante a observa\u00e7\u00e3o de neutrinos provenientes do colapso de supernovas.<\/p>\n

US$ 1 bilh\u00e3o de investimentos<\/strong><\/p>\n

Os tr\u00eas objetivos s\u00e3o altamente relevantes. E justificam o investimento da ordem de US$ 1 bilh\u00e3o e a atribui\u00e7\u00e3o ao Dune de uma import\u00e2ncia t\u00e3o grande quanto a do LHC (Large Hadron Collider). Enfocando fen\u00f4menos diferentes (neutrinos, no caso do Dune, e h\u00e1drons, no caso do LHC), os dois experimentos, bem como os supertelesc\u00f3pios atualmente em constru\u00e7\u00e3o, s\u00e3o os marcos inaugurais de uma nova era no esfor\u00e7o humano para entender o Universo.<\/p>\n

A nomea\u00e7\u00e3o de Segreto abre uma grande porta para a participa\u00e7\u00e3o de cientistas de institui\u00e7\u00f5es brasileiras no empreendimento. E ele faz quest\u00e3o de enfatizar o papel desempenhado por Ana Am\u00e9lia Bergamini Machado nesse particular. \u201cEla foi atr\u00e1s de contatos no Brasil e nos demais pa\u00edses da Am\u00e9rica Latina, atraiu pesquisadores, e se empenhou em criar uma comunidade muito integrada e din\u00e2mica. Estamos come\u00e7ando a colher os frutos desse trabalho\u201d, reconheceu.<\/p>\n

Quanto \u00e0 sua agenda pessoal, o progn\u00f3stico \u00e9 de muito trabalho nos pr\u00f3ximos anos. \u201cVou ficar, agora, alguns meses no CERN, participando da constru\u00e7\u00e3o do ProtoDune. Depois, devo voltar para o Brasil, porque uma grande parte do desenvolvimento do sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o ser\u00e1 feita na Am\u00e9rica Latina. Terei que viajar v\u00e1rias vezes por ano para o Fermilab, mas o centro de desenvolvimento vai ser na Unicamp\u201d, disse.<\/p>\n

Assista abaixo uma entrevista com Segreto, realizada por ocasi\u00e3o do \u201cDUNE Workshop\u201d na FAPESP, em que fala dos objetivos do ProtoDune e do Sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o por ele proposto.<\/p>\n

DUNE | Projeto brasileiro ser\u00e1 utilizado no sistema de fotodetec\u00e7\u00e3o<\/em>\u00a0(video YouTube<\/a>)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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