{"id":24962,"date":"2024-12-05T13:24:54","date_gmt":"2024-12-05T16:24:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/?p=24962"},"modified":"2024-12-05T14:34:48","modified_gmt":"2024-12-05T17:34:48","slug":"somos-feitos-de-astroparticulas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/somos-feitos-de-astroparticulas\/","title":{"rendered":"Somos feitos de astropart\u00edculas"},"content":{"rendered":"\n

Olhar para o c\u00e9u nos ensinou muitas coisas, n\u00e3o s\u00f3 sobre a Natureza, mas tamb\u00e9m sobre n\u00f3s mesmos. Aprendemos que tudo o que vemos no Universo \u00e9 feito da mesma mat\u00e9ria, dos mesmos \u00e1tomos dos mesmos elementos qu\u00edmicos que existem aqui na Terra. Para onde quer que apontemos os telesc\u00f3pios, nos deparamos com hidrog\u00eanio, oxig\u00eanio, carbono, ferro e todos os elementos da tabela peri\u00f3dica.<\/p>\n\n\n\n

Um grande f\u00edsico estadunidense, Richard Feynman, disse certa vez que \u201cSe um cataclismo destru\u00edsse todo o conhecimento cient\u00edfico, e se tiv\u00e9ssemos apenas uma frase para deixar como legado \u00e0s futuras gera\u00e7\u00f5es, ela seria ‘tudo \u00e9 feito de \u00e1tomos'”. Os \u00e1tomos, que comp\u00f5em tudo, s\u00e3o feitos de el\u00e9trons, pr\u00f3tons e n\u00eautrons. Apenas tr\u00eas unidades fundamentais. Toda a diversidade do mundo, dos seres vivos, rochas, planetas e estrelas, tudo s\u00e3o combina\u00e7\u00f5es diferentes dessas tr\u00eas part\u00edculas. Incr\u00edvel, n\u00e3o \u00e9?<\/p>\n\n\n

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\"Sat\u00e9lite
Assim na terra como no c\u00e9u: em qualquer dire\u00e7\u00e3o que apontemos nossas antenas e telesc\u00f3pios, vemos sempre os mesmos elementos qu\u00edmicos encontrados na Terra. No Universo vis\u00edvel, tudo \u00e9 feito de \u00e1tomos<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Na verdade, a frase de Feynman deve ser corrigida: tudo o que vemos<\/em> \u00e9 feito de \u00e1tomos. Isso porque descobrimos, h\u00e1 algumas d\u00e9cadas, que h\u00e1 muito mais coisa no Universo do que imagin\u00e1vamos. O que podemos ver de alguma forma corresponde a apenas 5% do que existe no Cosmo. Dos 95% restantes, temos apenas hip\u00f3teses.<\/p>\n\n\n\n

A segunda Lei da Termodin\u00e2mica \u00e9 implac\u00e1vel: um dia, tudo morrer\u00e1. Mas a mat\u00e9ria tem uma perman\u00eancia, s\u00f3 est\u00e1 em cont\u00ednua transforma\u00e7\u00e3o. Os \u00e1tomos se rearranjam de infinitas formas, e nossa mera exist\u00eancia mostra como a ordem<\/em> \u00e9 fundamental. Pense em \u00e1tomo de hidrog\u00eanio do seu corpo, por exemplo. Ele foi formado no Universo primordial, h\u00e1 cerca de 13,4 bilh\u00f5es de anos, e percorreu um longo caminho. Em um passado distante, pode ter pertencido a uma estrela gigante, muito maior que o Sol, que teve um final dram\u00e1tico: explodiu espetacularmente, lan\u00e7ando sua mat\u00e9ria atrav\u00e9s do espa\u00e7o, inclusive o nosso \u00e1tomo. A supernova, essa explos\u00e3o catacl\u00edsmica, \u00e9 o evento mais violento que conhecemos e o momento em que os elementos mais pesados que o ferro s\u00e3o forjados.<\/p>\n\n\n\n

Depois de vagar muito tempo pelo espa\u00e7o, nosso \u00e1tomo foi atra\u00eddo pela gravidade de uma nuvem c\u00f3smica gigantesca, o ber\u00e7o do Sistema Solar. Alguns bilh\u00f5es de anos depois, nosso \u00e1tomo foi encontrado na Terra, fazendo parte de uma mol\u00e9cula org\u00e2nica do corpo de um dinossauro. Milh\u00f5es de anos se passaram at\u00e9 que os restos mortais do dinossauro, incluindo o nosso pequeno \u00e1tomo, viraram adubo em uma planta\u00e7\u00e3o de trigo. Certa manh\u00e3, ao ir \u00e0 padaria, voc\u00ea levou o \u00e1tomo de hidrog\u00eanio para casa e o incorporou ao seu patrim\u00f4nio at\u00f4mico. O Universo est\u00e1 dentro de n\u00f3s.<\/p>\n\n\n\n

No fim da vida, estrelas viram buracos negros, an\u00e3s brancas ou estrelas de n\u00eautrons, sempre se livrando da maior parte da sua mat\u00e9ria. Muitas das part\u00edculas oriundas desses processos violent\u00edssimos vagam pelo Cosmo sem pertencer a nenhum corpo. S\u00e3o as astropart\u00edculas, das quais todos somos feitos. Percorrem o seu caminho solit\u00e1rio indefinidamente. O espa\u00e7o sideral est\u00e1 longe de ser vazio, pelo contr\u00e1rio, est\u00e1 repleto de astropart\u00edculas: pr\u00f3tons, el\u00e9trons, n\u00facleos at\u00f4micos, f\u00f3tons (as part\u00edculas de luz) e neutrinos.<\/p>\n\n\n\n

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Concep\u00e7\u00e3o art\u00edstica da evolu\u00e7\u00e3o de uma estrela. Na fase final, a estrela explode espetacularmente. Essa \u00e9 a origem dos elementos mais pesados que o ferro que temos nos nossos corpos. (ESO\/S. Steinh\u00f6fel \u2013 http:\/\/www.eso.org\/public\/images\/eso0948a\/)<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
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A nebulosa do Caranguejo (telesc\u00f3pio espacial Hubble), restos mortais de uma estrela que explodiu em 1054, registrada por astr\u00f4nomos chineses e japoneses. (Nasa, ESA, J. Hester and A. Loll)<\/figcaption><\/figure>\n<\/figure>\n\n\n\n

O estudo das astropart\u00edculas \u00e9 fascinante. A Terra \u00e9 continuamente bombardeada por essa radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica. Felizmente, somos protegidos pela atmosfera, que impede que as astropart\u00edculas cheguem \u00e0 superf\u00edcie. Elas desaparecem ao colidir com mol\u00e9culas de ar. Sua imensa energia se transforma em milh\u00f5es de part\u00edculas secund\u00e1rias, que se espalham pelo ar formando uma esp\u00e9cie de \u201cchuveiro\u201d. \u00c0 medida que as part\u00edculas secund\u00e1rias se propagam em dire\u00e7\u00e3o \u00e0 superf\u00edcie elas s\u00e3o absorvidas pela atmosfera. Com grandes observat\u00f3rios constru\u00eddos na altitude, \u00e9 poss\u00edvel detectar as part\u00edculas secund\u00e1rias e, assim, determinar a dire\u00e7\u00e3o e a energia da astropart\u00edcula original. Esses observat\u00f3rios s\u00e3o um arranjo de detectores independentes instalados em uma \u00e1rea muito ampla, pois os chuveiros de part\u00edculas secund\u00e1rias se estendem por quil\u00f4metros.<\/p>\n\n\n

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Concep\u00e7\u00e3o art\u00edstica da colis\u00e3o de uma astropart\u00edcula extremamente energ\u00e9tica. Para reconstruir a colis\u00e3o, \u00e9 necess\u00e1rio detectar milhares de part\u00edculas secund\u00e1rias usando um arranjo de detectores independentes. S\u00e3o os observat\u00f3rios de radia\u00e7\u00e3o c\u00f3smica, instalados em grandes altitudes. (Osaka Metropolitan University\/L-Insight, Kyoto University\/Ryuunosuke Takeshige)<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A Am\u00e9rica do Sul tem uma localiza\u00e7\u00e3o privilegiada. Al\u00e9m da altitude dos Andes, na latitude 22\u00ba aproximadamente, estamos voltados para o centro da Via L\u00e1ctea, onde h\u00e1 um buraco negro gigantesco. Esses monstros c\u00f3smicos s\u00e3o uma das principais fontes de astropart\u00edculas, que s\u00e3o o \u00faltimo suspiro da mat\u00e9ria que \u00e9 capturada pela irresist\u00edvel atra\u00e7\u00e3o gravitacional dos buracos negros. Cientistas brasileiros participam ativamente da constru\u00e7\u00e3o de novos observat\u00f3rios nos Andes chilenos, com o objetivo de descobrir a origem e os mecanismos que produzem os raios gama (f\u00f3tons) ultra energ\u00e9ticos. \u00c9 uma forma de estudar a din\u00e2mica da Via L\u00e1ctea.<\/p>\n\n\n\n

Dentre as astropart\u00edculas que chegam \u00e0 Terra, os raios gama s\u00e3o raros, cerca de 10.000 vezes menos frequentes que os pr\u00f3tons. No entanto, t\u00eam uma grande vantagem. Como pr\u00f3tons s\u00e3o part\u00edculas com carga el\u00e9trica, suas trajet\u00f3rias sofrem desvios causados pelos campos magn\u00e9ticos interestelares, o que, na maior parte dos casos, dificulta a identifica\u00e7\u00e3o da sua origem. Como os raios gama s\u00e3o neutros, n\u00e3o s\u00e3o afetados pelos campos magn\u00e9ticos, o que permite grande precis\u00e3o na identifica\u00e7\u00e3o de suas fontes.<\/p>\n\n\n\n

Por Alberto Reis CBPF<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Texto publicado pelo Ippog Brasil em 06\/11\/2024<\/a> e divulgado em parceria com a SBF.<\/p>\n\n\n\n

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