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Brasil convidado para megaexperimento sobre neutrinos

Com informações da Agência Fapesp - 11/03/2016

A fonte e o detector de neutrinos estarão separados por uma distância de 1.300 km, com os neutrinos viajando através do manto da Terra.

[Imagem: Fermilab]

Projeto DUNE

O Brasil foi oficialmente convidado para tornar-se parceiro do DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment, ou Experimento Subterrâneo Profundo sobre Neutrinos).

O convite foi feito por Marcela Carena, diretora de relações internacionais do Fermilab, o principal laboratório de Física de partículas dos Estados Unidos, que veio ao Brasil apresentar o projeto.

Um megaprojeto científico bilionário, voltado a tentar descobrir novas propriedades dos neutrinos - uma partícula elementar fugaz, quase desprovida de massa e que viaja a uma velocidade muito próxima à da luz -, o projeto Dune prevê a construção de uma fonte subterrânea de luz emissora de um feixe de neutrinos no Fermilab.

Jornada dos neutrinos

Os neutrinos criados pela fonte subterrânea de luz viajarão 1,3 mil quilômetros em linha reta, através do manto da Terra, e serão interceptados por dois detectores: um a 600 metros de profundidade, localizado no próprio Fermilab, e um segundo, maior, situado a 1,47 quilômetro de profundidade, no Sanford Lab.

Durante essa longa jornada dos neutrinos, os físicos envolvidos no projeto pretendem medir propriedades dessas partículas que estão entre as mais abundantes no Universo - atrás apenas dos fótons - e que são capazes de atravessar materiais densos, como solo e rochas, sem interagir com um único átomo, não deixando nenhum rastro de sua passagem. Por isso, são chamadas de partículas "fantasmagóricas".

Por meio do projeto Dune, pretende-se observar algumas das raríssimas interações dos neutrinos com a matéria e registrar sinais de partículas detectáveis que podem surgir a partir das raras colisões de neutrinos com átomos.

Dessa forma, espera-se fazer descobertas que poderiam transformar a compreensão sobre a origem e a evolução do Universo e responder perguntas como: "Por que o Universo tem mais matéria do que antimatéria?".

O detector de neutrinos será formado por quatro módulos criogênicos, cada um com 10.000 toneladas de argônio líquido.

[Imagem: Fermilab]

Investimento bilionário

Primeiro projeto de megaciência em Física que os Estados Unidos se propuseram a realizar em solo próprio, o Dune deverá receber investimentos de US$ 1,5 bilhão somente do país norte-americano.

Para fechar o orçamento total, não revelado pelo Fermilab, será preciso contar com parceiros internacionais como o Brasil, que possui um longo histórico de relações científicas com o Fermilab, ressaltou Carena.

O país tem a sexta maior participação na comunidade de usuários do Fermilab - atrás apenas dos Estados Unidos, Reino Unido, Itália, Índia e Alemanha, e à frente da Rússia, Suíça, Japão e Canadá -, reunindo 73 pesquisadores de 14 instituições.

"O Brasil é o país da América Latina que tem uma conexão mais forte com o Fermilab", afirmou Carena. "Esperamos manter e fortalecer esse vínculo de colaboração com o país em Física de neutrinos por meio de experimentos como o Dune", ressaltou.

Fabricação de detectores

Na avaliação de Carena, uma das formas de colaboração do Brasil no Dune seria na construção de partes dos detectores, como o principal, que será instalado no Sanford Lab e será composto por quatro módulos criogênicos com argônio líquido e massa total de 70 mil toneladas.

"A ideia é verificar com a comunidade de física de neutrinos no Brasil que tipos de desenvolvimentos tecnológicos podem ser feitos no país, em colaboração com indústrias brasileiras, para os detectores que serão usados no Dune," afirmou.

Na verdade, uma grande equipe brasileira já está estudando o aprimoramento dos sensores que serão usados no Dune. Essa colaboração envolve pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade Federal do ABC (UFABC), Universidade Federal de Goiás (UFG), Universidade Federal de Alagoas (Ufal) e a Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia (Uesb).

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