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Novidades em gravitação quântica, cordas e outras coisas interessantes em física.
A colaboração AMS (Alpha Magnetic Spectrometer) projetou e construiu um poderoso espectrômetro para coletar e identificar raios cósmicos vindos das profundezas do espaço. Um protótipo o AMS-01, foi para o espaço a bordo do ônibus espacial Discovery em junho de 1998. Logo em seguida foi construído o AMS-02, que foi levado para estação espacial em maio de 2011, e já coletou dados de 25 bilhões de raios cósmicos. Hoje, os primeiros resultados foram anunciados no CERN. Um nota para a imprensa também foi divulgado
AMS-02 instalado na estação espacial
O universo é composto predominantemente por matéria mas pequenas quantidades de antimatéria são geradas pelas colisões de raios cósmicos muito energéticos com o meio interestelar, por campos magnéticos extremamente fortes em pulsares (estrelas de nêutrons em rotação), ou pela aniquilação de matéria escura no centro de nossa galáxia. Em particular, a matéria escura produziria um excesso de pósitrons de alta energia comparado com outros processos de origem astrofísica, caso esses processos sejam bem conhecidos. Daí a busca, em vários experimentos, por excesso de pósitrons como um indicativo da existência da matéria escura.
Em 2008 a colaboração PAMELA encontrou um aumento na fração de pósitrons entre 10 e 100 GeV. Em 2010 o telescópio Fermi confirmou que tal excesso se estende até 200 GeV. O AMS anunciou hoje que o aumento na fração de pósitrons continua até 250 GeV. Tais resultados podem ser explicados pela existência de partículas de matéria escura, talvez supersimétricas, mas também poderiam ter origem em quasares no plano galáctico. Ainda não é possível distinguir a origem do excesso de pósitrons mas a grande contribuição do AMS-02 é mostrar que o resultado é sólido já que o experimento foi feito com grande precisão.
Na apresentação de hoje no CERN nem todos os dados foram apresentados. Apenas os eventos com energia até 250 GeV aparecem no gráfico. Vamos aguardar o que acontece acima desse valor. Talvez tenhamos alguma surpresa. Abaixo, um vídeo curto e interessante sobre o assunto no YouTube.
Os raios cósmicos foram descobertos há um século atrás pelo físico austríaco Victor Franz Hess. Quando a radiação natural era medida com um contador Geiger verificava-se que ela diminuía com a altitude. Experiências feitas em Paris mostravam que a radiação no topo da torre Eiffell era menor no que na sua base. Para tentar compreender o que acontecia foram lançados balões para medir a radiação em altitudes cada vez maiores. A partir de uma certa altitude a radiação aumentava fortemente de forma que não poderia provir da Terra. Hess concluiu que essa radiação tinha origem no espaço extra-terrestre e deu a ela o nome de raios cósmicos. As pesquisas em física moderna no Brasil foram iniciadas precisamente com o estudo de raios cósmicos na USP e no Rio de Janeiro.
Hoje em dia sabe-se precisamente qual a origem dos raios cósmicos mais energéticos. Quando certas estrelas chegam ao final de sua vida e explodem tornam-se supernovas. A matéria da estrela é ejetada com velocidades supersônicas produzindo ondas de choque que aceleram núcleos atômicos. Esses núcleos altamente energéticos viajam pelo espaço até chegar na atmosfera terrestre onde colidem com a alta atmosfera produzindo uma radiação intensa.
Os raios cósmicos de baixa energia não são detectados na Terra porque o vento solar impedem que eles entrem na heliosfera. Por isso as propriedades químicas e o fluxo desses raios cósmicos são poucos conhecidos apesar de haver vários indícios de que eles tem um papel importante na ionização e aquecimento de nuvens interestelares densas e possivelmente na formação de estrelas.
XMM-Newton
Usando o satélite europeu de raios-X XMM-Newton, pesquisadores do CNRS e CEA descobriram uma nova fonte de raios cósmicos na vizinha do aglomerado de Arches no centro da Via Láctea. Eles foram produzidos através da aceleração devido às ondas de choque geradas por milhares de estrelas jovens que possuem velocidades ao redor de 700.000 Km/h. A colisão dos raios cósmicos com o gás interestelar produzem raios-X típicos que foram detectados pelo XXM-Newton.
É a primeira vez que uma fonte de raios cósmicos de baixa energia é descoberto fora do sistema solar. Mostra que as ondas de choque de supernovas não são a única maneira de produzir a aceleração de núcleos atômicos na nossa galáxia. Isso indica que é possível identificar novas fontes de íons no meio interestelar e pode levar a uma melhor compreensão do papel dessa partículas na formação de estrelas.
