Chuva de partículas cósmicas emite ondas de rádio na atmosfera

Com informações do IFSC - 25/07/2014

Os raios cósmicos ultraenergéticos são detectados por tanques de água especiais, conhecidos como detectores de Cherenkov.
[Imagem: ASPERA/G.Toma/A.Saftoiu]

Partículas ultraenergéticas

Uma equipe internacional, com participação de astrofísicos do Instituto de Física de São Carlos, da USP, descobriu uma nova forma de estudar os rastros deixados pelos "chuveiros atmosféricos", cascatas de partículas que atravessam a atmosfera ininterruptamente.

O experimento foi realizado no Observatório Pierre Auger, na Argentina, que tem como objetivo principal detectar e estudar raios cósmicos ultraenergéticos, partículas que podem alcançar energias cerca de 1.000 vezes maiores do que as obtidas por aceleradores de partículas como o LHC.

Invisíveis a olho nu, esses chuveiros são causados pelos chamados raios cósmicos, ainda que, na verdade os "raios cósmicos" não sejam raios - eles são compostos por diversos tipos de partículas, como prótons, elétrons, neutrinos e mésons.

• Aumenta mistério sobre origem dos raios cósmicos

No trajeto entre a atmosfera e o solo, as partículas interagem com o hidrogênio presente no ar e emitem um flash luminoso muito fraco, captado por telescópios.

Em 2008, a mesma equipe havia descoberto que era possível detectar essas partículas cósmicas exóticas usando telescópios de neutrinos.

Agora eles estão anunciando que é possível estudar os chuveiros de partículas cósmicas medindo as ondas de rádio que o fenômeno gera.

A origem dos raios cósmicos ainda é um mistério a ser elucidado.
[Imagem: Observatório Pierre Auger/Divulgação]

Ondas de rádio

A equipe, que conta com 102 pesquisadores de todo o mundo, vinha até agora trabalhando com duas ferramentas para medir esses raios ultraenergéticos: a técnica de tanques de água - também conhecidos como detectores de Cherenkov - e a de telescópios de fluorescência.

Agora eles utilizaram uma nova técnica recém-descoberta, a técnica de detectores de rádio, que complementa as análises feitas pelas duas outras.

"Os membros do observatório buscam continuamente o desenvolvimento de técnicas novas que tragam medidas mais precisas e detalhadas para, dessa forma, ampliar as possibilidades do observatório como um todo," explicou o professor Luiz Vitor de Souza Filho, que participou da pesquisa.

"Na literatura, duas teorias explicavam dois efeitos diferentes para a emissão de ondas de rádio pelo chuveiro atmosférico: o efeito geomagnético e o efeito Askaryan, mas as evidências nunca haviam sido medidas. Esse, provavelmente, foi motivo pelo qual o artigo ganhou destaque e foi aceito numa importante revista científica da área", conta o professor do IFSC.

O próximo passo para o aprimoramento da pesquisa é o investimento, tanto financeiro quanto intelectual, na nova técnica.

Por ser largamente difundida para outros usos, a técnica de detectores de rádio não exige um grande desenvolvimento tecnológico para sua adaptação aos propósitos específicos do Observatório Pierre Auger, e tem um custo muito baixo.

"Embora os resultados tenham sido positivos, a técnica de rádio mostrou algumas falhas, o que não a torna o 'carro-chefe' de uma nova etapa do observatório. Apesar disso, os resultados são bons o suficiente para que continuemos investindo, mesmo que, paralelamente, outras técnicas também sejam investigadas", afirma Luiz Vitor.

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