O Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP recentemente passa a fazer parte do Alpha Magnetic Spectrometer (AMS-02), experimento que tem como objetivo a medição de raios cósmicos.

A inclusão do IFSC, única instituição de pesquisa da América do Sul parte do projeto em questão, deu-se através da docente do grupo de Física Computacional e Instrumentação Aplicada (FCIA), Manuela Vecchi, que há quatros anos faz parte do AMS, projeto financiado pelo DOE (Department Of Energy, EUA), NASA (EUA), e diversas outras agências de fomento espalhadas pelo mundo. "Passei a ser membro do AMS durante meu pós-doutoramento, em 2011, quando fui inserida no projeto através do grupo de pesquisa taiwanês Academia Sinica. Cerca de 300 pesquisadores da América, Europa e Ásia fazem parte do experimento, atualmente", explica Manuela.

Desde a aprovação do projeto, resultados importantes têm sido oferecidos pelo detector que, com uma precisão jamais oferecida, tem alterado e atualizado diversos modelos teóricos. "Antes de enviar o detector ao espaço, diversos testes foram realizados no CERN, utilizando-se a infraestrutura do próprio Centro, em particular o feixe de testes, já que se trata de um detector de partículas", relembra Manuela. "Depois da realização dos testes, o detector foi enviado aos Estados Unidos e, posteriormente, à Estação Espacial Internacional (International Space Station - ISS), onde está instalado desde 2011".

Na Estação Espacial, o AMS é, por enquanto, o primeiro e único detector de física de partículas. Inclusive, ele é o único experimento na área de física fundamental presente neste local. "A maioria dos projetos são enviados à Estação com foco na vida em situação de microgravidade. Os astronautas que vivem lá, por exemplo, são considerados "experimentos vivos"", elucida Manuela.

Por se encontrar na Estação Espacial, o AMS é capaz de detectar partículas produzidas fora do Sistema Solar antes de interagirem com a atmosfera terrestre, por isso a maior precisão nas medidas. "Apesar de ser muito menor do que os detectores de partículas que temos na Terra, o desempenho do AMS é tão bom quanto", compara a docente.

Até o momento, os principais resultados conseguidos pelo AMS foram medidas relacionadas ao fluxo de raios cósmicos, neste caso entendidos como partículas carregadas, isto é, medidas de fluxos de prótons, elétrons e pósitrons (antipartícula do elétron). "Resultados preliminares sobre Hélio [He] e antiprótons [antipartícula do próton] foram apresentados no CERN em abril deste ano. Em alguns anos, o AMS poderá também fornecer o fluxo de partículas neutras, isto é, fótons", elucida Manuela.

A importância do projeto e a conexão com o IFSC

Por se tratar de um detector de partículas otimizado, o AMS fornecerá dados importantes para o estudo de partículas carregadas, que compõe a maior parte dos raios cósmicos. Diferente das partículas neutras, as carregadas interagem de outra forma com a matéria.

Tudo que é captado pelo AMS é posteriormente analisado por pesquisadores membros do projeto. Manuela, portanto, contribui com essas análises, especificamente na medição do fluxo de elétrons e pósitrons. Além da analise, a docente também faz a interpretação deles. "A precisão dos dados fornecidos pelo AMS é impressionante! Para se ter uma ideia, antes do AMS, os resultados experimentais tinham uma margem de erro de 30%. Com o AMS, essa margem cai para 1%. Com medidas muito precisas, a quantidade de modelos teóricos possíveis é bastante reduzida", afirma a docente.

De fato, os dados fornecidos pelo AMS estão revolucionando a área de física, algo que um dos criadores do Modelo Padrão da Física de Partículas, John Ellis, já reconheceu. Em uma conferência realizada no CERN em abril, para a qual diversos cientistas foram convidados, Ellis afirmou que todos os resultados mostrados até o momento são muito interessantes, e que "os dados do AMS estão, realmente, revolucionando o campo de estudos da física dos raios cósmicos".

Embora a comunidade científica já esteja bastante entusiasmada com o que foi visto, medido e analisado até o momento, muitos resultados ainda são buscados e alguns, já encontrados, ainda incompreendidos. "Entender onde os raios cósmicos são produzidos, sua composição, quais fontes no universo são capazes de criar raios cósmicos e quais são os mecanismos de produção desses raios são coisas que ainda não sabemos, e precisam ser esclarecidas", afirma Manuela.

Sem dúvidas, o AMS, até o momento, já fornece uma boa base de dados para que, num futuro- próximo ou distante- estejamos mais bem informados sobre a origem do universo. Nesse sentido, de um lado caberá ao experimento fornecer resultados referentes aos fluxos de raios cósmicos, enquanto os teóricos da área deverão apresentar modelos que se encaixem nos dados fornecidos. "O modelo deverá reproduzir todas as medidas, nas quais se incluem a quantificação dos diversos elementos presentes", conta Manuela.

O desafio já está lançado a eles, e o AMS, sem dúvidas, já pode ser considerado um braço direito nessa nova empreitada científica.

Mais informações:
Tel.: (16) 3373-9770
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Por Assessoria de Comunicação do IFSC