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Ana Amélia Machado e Ettore Segreto da Universidade Estadual de Campinas receberam o “DPF Early Career Instrumentation Award” de 2019, um importante prêmio concedido anualmente pela Sociedade Americana de Física para pesquisas em instrumentação para experimentos de Física de Partículas pelo desenvolvimento de um detector brasileiro até no nome, o Arapuca.
Arapuca é um novo detector de luz que será usado no DUNE (Deep Underground Neutrino Experiment, ou em português, experimento de neutrinos subterrâneo profundo), um experimento em construção no Fermilab, laboratório localizado nos Estados Unidos que antes da construção do LHC (Large Hadron Collider, ou em português, grande colisor de hádrons) era lar do maior acelerador de partículas do mundo. O DUNE tem como objetivo estudar a Física de Neutrinos e será um dos mais relevantes experimentos em Fìsica de Partículas da próxima geração.
Neutrinos são partículas elementares, assim como os elétrons, porém são muito mais leves. Tão mais leves que ainda não sabemos uma maneira de medir a sua massa com precisão, além disso, outra característica é que eles interagem pouco com outras partículas.
Esta característica dá aos neutrinos propriedades únicas, pois as baixas taxas de interação fazem com que eles carreguem informações sobre o objeto que os gerou por longas distâncias. Por exemplo, muitos neutrinos são gerados nas reações nucleares que ocorrem no Sol e detectando alguns destes neutrinos na Terra, conseguimos identificar quais elementos químicos participaram nas reações de fusão nuclear que os geraram.
Porém, não é fácil detectar estes neutrinos! Em geral os experimentos são gigantescos, pois para compensar a baixa probabilidade de interação, físicos aumentam o número de alvos com os quais os neutrinos possam interagir, isto é,Quando neutrinos interagem neste tanques, os átomos de Argônio são excitados e passam a emitir uma luz conhecida como cintilação. Esta cintilação é emitida em uma frequência em que os detectores de luz comuns possuem baixa eficiência, é aqui que entra a tecnologia desenvolvida por Machado e Segreto.
O Arapuca combina um filtro conhecido como wavelength shifter, que é composto de materiais capazes de alterar a frequência da luz que passa por eles, e superfícies altamente refletoras que “prendem” a luz em uma caixinha, o que facilita o trabalho do detector de luz e aumenta em muito sua eficiência.
A previsão é que o experimento DUNE esteja plenamente funcionando em 2026 e a comunidade científica está confiante que ele proporcione grandes descobertas para a Física, sendo comparado ao Grande Colisor de Hádrons que descobriu o Bóson de Higgs em 2012.
Para saber mais sobre os neutrinos, acesse o dossiê da revista ComCiência:
Anúncio oficial do prêmio: https://www.aps.org/units/dpf/newsletters/upload/December-2019-Newsletter.pdf
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