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Mistérios do universo serão revelados pelo lago mais profundo do mundo

Lago Baikal congelado.

Um telescópio “perseguidor” de neutrinos russo que está sob as profundezas do Lago Baikal em breve apresentará seus primeiros resultados científicos. No total, são 36 detectores de luz, amarrados a um cabo de metal, a uma profundidade de mais de 1.200 metros.

Mais de sessenta desses cabos, mantidos no lugar por âncoras e boias a 3 km da costa sul, formam este observatório projetado e construído para explorar buracos negrosgaláxias distantes e restos de estrelas

Se aprendermos a ler as mensagens que os neutrinos detectados transmitem, poderemos desvendar alguns dos mistérios mais importantes do universo. “Você nunca deve perder a oportunidade de fazer perguntas à natureza”, enfatiza Grigory V. Domogatski, 80, físico russo por trás desse projeto ambicioso. “Você nunca sabe a resposta que obterá .”

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A aventura do Lago Baikal não é o único esforço para rastrear essas partículas fantasmas nos lugares mais remotos do mundo. O IceCube, dirigido por cientistas dos EUA e enterrado no gelo da Antártica perto da estação do Pólo Sul, é até hoje o maior detector de neutrinos do mundo. Com base em uma grade semelhante de detectores, o observatório identificou seu primeiro neutrino em 2017, que os cientistas acreditam ter vindo de um buraco negro supermassivo. Este novo projeto russo será um complemento importante para o trabalho do IceCube.

O Baikal Gigaton Volume Detector (Baikal-GVD) sendo baixado sob o Lago Baikal, no sul da Sibéria. (Alexei Kushnirenko/TASS/Getty Images)

Uma ambição sem fim

Os primeiros trabalhos de cientistas soviéticos inspiraram o Dr. Halzen, astrofísico da Universidade de Wisconsin e diretor do IceCube.

Na década de 1970, apesar da Guerra Fria, os americanos e os soviéticos estavam de fato trabalhando juntos para planejar um primeiro detector de neutrinos em águas profundas na costa do Havaí. Após a invasão soviética do Afeganistão, os soviéticos foram finalmente expulsos do projeto.

Na década de 80, o Instituto de Pesquisa Nuclear de Moscou iniciou seus próprios esforços nessa direção, liderado pelo Dr. Domogatski. Para ele, o Lago Baikal já parecia óbvio. Um primeiro telescópio foi então desenvolvido.

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Este projeto demorou muito para ser desenvolvido devido ao colapso da União Soviética. Naquela época, muitos cientistas do país se encontravam na miséria, antes que o centro alemão de pesquisa de partículas DESY finalmente se juntou à aventura do Baikal.

Christian Spiering, que liderou a equipe alemã, lembra-se de enviar centenas de quilos de manteiga, açúcar, café, salsichas e suplementos salariais para apoiar as expedições anuais de inverno dos russos no gelo.

Um dos detectores usados ​​nas instalações do IceCube na Antártica. (Taavi Adamberg)

A equipe russa conseguiu identificar, em meados dos anos 1990, os neutrinos “atmosféricos” produzidos por colisões na atmosfera terrestre, mas não aqueles vindos diretamente do espaço sideral. Para isso, você precisa de um detector maior.

Enquanto a Rússia começa a reinvestir na ciência a partir dos anos 2000 sob o governo de Vladimir V. Putin, o Dr. Domogatski finalmente consegue garantir o equivalente a mais de trinta milhões de euros em financiamento para construir um novo telescópio em Baikal.

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Detector de luz

Por que o lago Baikal foi escolhido? Ele, além de ser o mais profundo do mundo, também possui algumas das águas doces mais límpidas do planeta. Mais importante ainda, é coberto por uma camada de gelo de quase um metro de espessura no inverno. Resumindo, o Lago Baikal é uma plataforma natural de escolha para a instalação de uma rede de fotomultiplicadores subaquáticos.

O telescópio Baikal “olha para baixo” em todo o planeta, essencialmente usando a Terra como uma peneira gigante. Às vezes acontece que um neutrino atinge um átomo. Esta colisão desintegra assim o núcleo do neutrino que se transforma numa outra partícula: um muão, que pode ser reconhecido graças ao cone de luz azul que gera (luz de Cherenkov).

Para detectar esses fracos flashes de luz, os pesquisadores estão desenvolvendo matrizes de sensores ópticos esféricos (os famosos orbes). Dependendo da orientação dos cones azuis, eles podem traçar o caminho do muão envolvido e, portanto, o de seu neutrino original. Sem carga elétrica, os neutrinos não são afetados por campos magnéticos interestelares e outras influências que podem confundir as trajetórias.

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A construção deste observatório, o maior do gênero no hemisfério norte, começou em 2015. A primeira fase, composta por 2.304 orbs suspensos nas profundezas, deve ser concluída este mês, antes do derretimento do gelo.

Élisson Amboni
Publicado por

Fundador da Sociedade Científica, escreve e traduz para o site sobre vários temas que lhe dão ímpeto. Você pode encontrá-lo no Twitter clicando aqui.

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