Maior observatório de raios cósmicos será modernizado

Com informações da Agência Fapesp - 10/04/2015

O Observatório Pierre Auger estuda os raios cósmicos medindo os chuveiros atmosféricos produzidos quando essas partículas entram na atmosfera.
[Imagem: Observatório Pierre Auger]

Supressão

O Observatório Pierre Auger, que detém o invejável crédito pela descoberta da origem dos raios cósmicos de alta energia, passará por uma atualização para tentar elucidar o próximo mistério dessas partículas de alta energia.

Os 17 países-membros da colaboração, que tem o Brasil e a Argentina como maiores participantes, selecionaram uma proposta de aprimoramento deste que é maior observatório de raios cósmicos em operação no mundo, instalado em Malargüe, na Argentina, a 1,1 mil quilômetros de Buenos Aires.

O Observatório Pierre Auger permitiu observar, ao longo de dez anos de operação, dezenas de raios cósmicos na região de energia acima de 10²⁰ elétron-volts (eV) - 100 bilhões de bilhões de eV - e confirmou que há uma forte supressão do fluxo de raios cósmicos que chegam à Terra com energias mais altas, acima de 5,5 x 10¹⁹ (55 bilhões de bilhões) de eV.

• Aumenta mistério sobre origem dos raios cósmicos

Agora é necessário descobrir qual é a origem desta supressão do fluxo das partículas subatômicas mais energéticas conhecidas na atualidade - os raios cósmicos não são realmente raios, mas partículas.

Para isso, é necessário fazer modificações no observatório.

Cintiladores

Foram apresentadas cinco propostas de aprimoramento, cada uma delas envolvendo uma técnica diferente para a identificação e a quantificação dos múons - partículas subatômicas ultraenergéticas - nos chamados "chuveiros atmosféricos", verdadeiros "estilhaços" de partículas que vêm se formando rumo ao solo conforme os raios cósmicos chegam e colidem com os átomos da atmosfera terrestre.

A determinação do número de múons permitirá obter informações sobre a composição dos raios cósmicos de mais alta energia, eventualmente desvendando o mistério de suas origens.

A proposta escolhida, denominada Detector com Cintilador Superficial (SSC - Scintillator Surface Detector), consiste em instalar detectores com cintiladores complementares de 2 m² no topo de cada um dos 1.660 detectores de superfície do observatório.

Os novos detectores com cintiladores permitirão complementar as medidas da componente eletromagnética das partículas.

Dessa forma, será possível diferenciar se a supressão é devida a perdas de energia durante a propagação extragaláctica das partículas ou se é consequência da existência de um limite máximo de energia em suas fontes galácticas ou extragalácticas.

Isso permitirá localizar ou identificar novas fontes de raios cósmicos.

Esquema dos tanques-detectores de raios cósmicos.
[Imagem: Observatório Pierre Auger]

Água ultrapurificada

Espalhados por uma área de 3 mil km², em uma região plana ao lado dos Andes, os detectores consistem em tanques de polietileno cheios com 12 mil litros de água ultrapurificada e instrumentalizados com sensores fotomultiplicadores - eles operam ininterruptamente, 24 horas por dia, 7 dias por semana.

Quando as partículas de um chuveiro atmosférico atravessam a água no interior do tanque é emitida luz que pode ser medida nos sensores.

Antenas acopladas ao tanque transmitem os dados via rádio para a sede do observatório em Malargüe, de onde são enviados para análise pelos cerca de 500 pesquisadores da colaboração, em 17 países.

O aprimoramento tecnológico do Observatório Pierre Auger deverá custar US$12 milhões, cerca de um quinto do custo inicial do projeto.

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