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Físicos detectam sinais de neutrinos no Grande Colisor de Hádrons

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O detector de partículas FASER aprovado pelo CERN a ser instalado no Large Hadron Collider em 2019 foi recentemente aprimorado com um detector de neutrino. A equipe FASER liderada pela UCI usou um detector menor do mesmo tipo em 2018 para fazer as primeiras observações das partículas elusivas geradas no colisor. Os pesquisadores disseram que o novo instrumento será capaz de detectar milhares de interações de neutrinos nos próximos três anos. crédito: CERN

A equipe internacional Forward Search Experiment, liderada por físicos da Universidade da Califórnia, Irvine, fez a primeira detecção de um neutrino candidato produzido pelo Large Hadron Collider nas instalações do CERN perto de Genebra, Suíça.


Em um artigo publicado hoje na revista revisão física dEm 2018, os pesquisadores descrevem como observaram seis interações de neutrinos durante uma execução experimental de um detector de emulsão pressurizada instalado no LHC em 2018.

“Antes deste projeto, não havia sinal de neutrinos no colisor de partículas”, disse o coautor Jonathan Feng, Distinguido Professor de Física e Astronomia da UCI e co-líder da Colaboração FASER. “Esta importante descoberta é um passo em direção ao desenvolvimento de uma compreensão mais profunda dessas partículas indescritíveis e do papel que desempenham no universo.”

Ele disse que a descoberta feita durante o piloto deu à sua equipe duas informações importantes.

“Primeiro, verifique se a posição dianteira do ponto de interação do ATLAS no LHC é o local correto para a detecção de neutrinos do colisor”, disse Feng. “Em segundo lugar, nossos esforços demonstraram a eficácia do uso de um detector de emulsão para monitorar esses tipos de interações de neutrino.”

O instrumento experimental foi composto por placas de chumbo e tungstênio alternadas com camadas de emulsão. Durante as colisões de partículas no LHC, alguns neutrinos se chocaram contra os densos núcleos de metal, criando partículas que viajam pelas camadas da emulsão e criam marcas visíveis após o processamento. Essas inscrições fornecem pistas sobre as energias e sabores da partícula – tau, múon ou elétron – e se são neutrinos ou antineutrinos.

De acordo com Feng, a emulsão funciona de maneira semelhante à fotografia na era pré-câmera digital. Quando o filme de 35 mm é exposto à luz, os fótons deixam rastros que aparecem como padrões conforme o filme é revelado. Os pesquisadores do FASER também foram capazes de ver as interações dos neutrinos depois que as camadas de emulsão no detector foram removidas e desenvolvidas.

Físicos detectam sinais de neutrinos no Grande Colisor de Hádrons

O experimento FASER está localizado a 480 metros do ponto de interação do Atlas no Grande Colisor de Hádrons. De acordo com Jonathan Feng, Distinto Professor de Física e Astronomia da UCI e co-líder da Colaboração FASER, este é um bom site para detectar neutrinos de colisões de partículas nas instalações. crédito: CERN

Depois de verificar a eficácia da abordagem do detector de emulsão na observação das interações dos neutrinos produzidos em um colisor de partículasA equipe FASER está agora configurando uma nova série de experimentos usando um instrumento completo muito maior e significativamente mais sensível ”, disse Feng.

Desde 2019, ele e seus colegas estão se preparando para conduzir um experimento usando os instrumentos FASER para examinar a matéria escura do LHC. Eles esperam detectar fótons escuros, o que daria aos pesquisadores um primeiro vislumbre de como isso pode acontecer. matéria escura Ele interage com átomos comuns e outras matérias no universo por meio de outras forças além da gravidade.

Com o sucesso de seus trabalhos com neutrinos nos últimos anos, a equipe FASER – formada por 76 físicos de 21 instituições em nove países – reúne emulsão Detector com dispositivo FASER. Enquanto o detector experimental pesa cerca de 64 libras, o instrumento FASERnu pesará mais de 2.400 libras e será mais reativo e capaz de distinguir entre os tipos de neutrinos.

disse o co-autor David Kasper, co-líder do FASER e professor associado de física e astronomia na UCI. “Vamos descobrir os neutrinos de mais alta energia que foram produzidos a partir de uma fonte feita pelo homem.”

O que torna o FASERnu único, disse ele, é que enquanto outros experimentos foram capazes de distinguir entre um ou dois tipos de neutrinos, eles serão capazes de observar todos os três sabores, bem como seus equivalentes antineutrinos. Casper disse que houve apenas cerca de 10 observações de neutrinos de tau em toda a história humana, mas ele espera que sua equipe seja capaz de dobrar ou triplicar esse número nos próximos três anos.

“Esta é uma conexão incrivelmente fascinante com a tradição do departamento de física aqui na UCI”, disse Feng, “porque continua o legado de Frederic Reines, um membro fundador do corpo docente da UCI que ganhou o Prêmio Nobel de Física por ser o primeiro a descobrir neutrinos. “

“Produzimos um experimento de classe mundial no principal laboratório de física de partículas do mundo em tempo recorde e com recursos pouco convencionais”, disse Casper. “Temos uma grande dívida de gratidão com a Fundação Heising-Simons e a Fundação Simons, bem como com a Sociedade Japonesa para a Promoção da Ciência e o CERN, que generosamente nos apoiaram.”

Savannah Shivley e Jason Arakawa, Ph.D. da UCLA. Estudantes de física e astronomia também contribuíram com a pesquisa.


Nascimento do FASER: um novo experimento que estudará partículas que interagem com a matéria escura


Mais Informações:
Henso Abreu et al, os dois primeiros candidatos para a interação de neutrino no LHC, revisão física d (2021). DOI: 10.1103 / PhysRevD.104.L091101

a citação: Physicists Discover Signs of Neutrinos at the Large Hadron Collider (2021, 26 de novembro), Recuperado em 26 de novembro de 2021 em https://phys.org/news/2021-11-physicists-neutrinos-large-hadron-collider.html

Este documento está sujeito a direitos autorais. Não obstante qualquer negociação justa para fins de estudo ou pesquisa privada, nenhuma parte pode ser reproduzida sem permissão por escrito. O conteúdo é fornecido apenas para fins informativos.

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O lançamento do Boeing Starliner está programado para iniciar uma missão tão esperada com uma tripulação da NASA

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O lançamento do Boeing Starliner está programado para iniciar uma missão tão esperada com uma tripulação da NASA

Terry Reyna/AP

A cápsula Starliner da Boeing, alojada no topo de um foguete Atlas V, foi lançada na plataforma de lançamento do Complexo de Lançamento Espacial 41 na Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida, em 4 de maio.

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CNN

Dois astronautas da NASA chegaram nas últimas horas antes de uma tão esperada tentativa de lançamento a bordo da cápsula Starliner da Boeing, a primeira missão tripulada da nova espaçonave.

Starliner – projetado pela gigante da aviação para competir com ela A prolífica cápsula Crew Dragon da SpaceX – Ele está programado para decolar para seu teste inaugural com tripulação às 22h34 horário do leste dos EUA na segunda-feira, da Estação da Força Espacial de Cabo Canaveral, na Flórida.

A NASA irá Webcast O evento em seus canais começa às 18h30 ET de segunda-feira. A CNN transmitirá atualizações ao vivo da missão online pouco antes da decolagem.

Problemas climáticos ou técnicos sempre podem forçar o lançamento de um foguete a se mover até que a contagem regressiva chegue a zero, mas a previsão para esta noite é a melhor possível. Autoridades meteorológicas disseram que há apenas 5% de chance Nuvens, ventos ou tempestades dificultarão a decolagem desta noite.

Esta missão, chamada Crew Flight Test, pode ser o último grande marco antes que a NASA considere a espaçonave da Boeing pronta para operações de rotina como parte do Programa de Tripulação Comercial da agência federal. O veículo Starliner se juntará ao Crew Dragon da SpaceX no esforço da NASA para colaborar com parceiros da indústria privada, expandindo as opções dos EUA para o transporte de astronautas para a Estação Espacial Internacional.

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A tripulação da missão é composta pelos astronautas veteranos Sonny Williams e Butch Wilmore, que se aventuraram no espaço em dois voos anteriores a bordo do ônibus espacial da NASA e das missões russas Soyuz.

Terry Reyna/AP

Os astronautas da NASA Sonny Williams (L) e Butch Wilmore posam após chegarem ao Centro Espacial Kennedy em 25 de abril, em Cabo Canaveral, Flórida, antes de um teste de voo da tripulação do Boeing Starliner.

“Eles estão verificando muitos sistemas: suporte de vida, controle manual”, disse o administrador da NASA, Bill Nelson, durante uma entrevista coletiva na sexta-feira. “É por isso que colocamos pilotos de teste a bordo – e, claro, os currículos de Butch e Sonny são extensos.”

Este será apenas o sexto voo inaugural de uma espaçonave tripulada na história dos EUA, observou Nelson: “Tudo começou com Mercury, depois com Gemini, depois com Apollo, depois com o ônibus espacial, depois com Dragon (SpaceX) – e agora com Starliner”.

Williams também se tornaria a primeira mulher a participar de tal missão.

Se tudo correr como planejado, a tripulação embarcará em uma cápsula Starliner e decolará em um foguete Atlas V na noite de segunda-feira. A espaçonave – que transporta os astronautas – se separará do foguete após atingir a órbita e começará a operar seus próprios motores. O veículo Starliner passará então mais de 24 horas caminhando gradualmente até a estação espacial, onde o veículo deverá atracar às 12h46 ET de quarta-feira.

Williams e Willmore estão programados para passar cerca de uma semana a bordo do laboratório orbital, juntando-se à espaçonave Sete astronautas e astronautas Já a bordo, enquanto o Starliner ainda está atracado do lado de fora.

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Os dois retornarão então para casa a bordo da mesma cápsula Starliner, que deverá pousar de paraquedas em um dos vários locais designados no sudoeste dos Estados Unidos.

Há muita coisa acontecendo em um teste tranquilo. A NASA esperou meia década para que o Starliner iniciasse os lançamentos tripulados, e o desenvolvimento do Starliner enfrentou anos de atrasos, contratempos e erros. De forma mais ampla, a Boeing, como empresa, tem sido atormentada durante anos por escândalos na sua divisão de aeronaves que mancharam a marca do gigante da aviação de longa data.

“Passamos por um processo muito rigoroso para chegar aqui”, disse Mark Nappi, vice-presidente e gerente do programa Starliner da Boeing, sobre o processo de desenvolvimento durante uma entrevista coletiva na sexta-feira. “A verdade é que minha confiança vem de passar por esse processo.”

Se o voo de teste da tripulação for bem-sucedido, poderá colocar a Boeing na fila para iniciar voos de rotina para a estação espacial em nome da NASA.

A agência espacial dos EUA escolheu a Boeing para desenvolver o Starliner – juntamente com a SpaceX e sua cápsula Crew Dragon – em 2014, na esperança de que as empresas comerciais pudessem criar novos meios complementares de transporte de astronautas para a Estação Espacial Internacional depois que o programa do ônibus espacial fosse aposentado em 2011.

A SpaceX finalmente ultrapassou a Boeing na plataforma de lançamento, conduzindo testes de voo tripulado de sua cápsula Crew Dragon em maio de 2020. A SpaceX administrou a maior parte do Das necessidades de transporte da tripulação da NASA desde então.

“Estamos torcendo pela SpaceX. Isso é algo muito importante para o nosso país e é muito importante para a NASA poder ter acesso a isso.” Nabi disse durante uma conferência de imprensa em março. “Estamos ansiosos para oferecer (serviços de transporte de astronautas) também.”

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

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Físicos dizem que podem ter detectado uma falha poderosa no universo

“Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

Einstein 2.0

Os pesquisadores descobriram o que chamam de “falha cósmica” na gravidade, o que poderia ajudar a explicar o estranho comportamento do universo em escala cósmica.

Conforme detalhado em A Novo papel Publicado em Jornal de Cosmologia e Física de AstropartículasUma equipe da Universidade de Waterloo e da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, levanta a hipótese de que a teoria da relatividade geral de Albert Einstein pode não ser suficiente para explicar… A expansão do universo acelerou.

“O modelo de gravidade de Einstein foi essencial para tudo, desde a teoria do Big Bang até à imagem de buracos negros”, disse o autor principal e estudante de pós-graduação em física matemática na Universidade de Waterloo, Robin Wein. Declaração sobre a pesquisa. “Mas quando tentamos compreender a gravidade ao nível cósmico, ao nível dos aglomerados de galáxias e mais além, encontramos contradições claras com as previsões da relatividade geral.”

“É como se a própria gravidade tivesse parado completamente de corresponder à teoria de Einstein”, acrescentou. “Chamamos esta discrepância de ‘falha cósmica’: a gravidade torna-se cerca de 1% mais fraca quando se trata de distâncias de milhares de milhões de anos-luz.”

imperfeição

Em resposta, a equipa criou um novo modelo para tal “falha” que modifica a teoria de Einstein para resolver estas contradições.

“Pense nisso como uma nota de rodapé à teoria de Einstein”, disse Wen no comunicado. “Depois de chegar ao Reino Cósmico, os termos e condições se aplicam.”

É uma solução possível para um problema que intriga astrônomos e físicos há décadas.

“Há quase um século, os astrónomos descobriram que o nosso Universo estava a expandir-se”, explicou o coautor e professor de astrofísica da Universidade de Waterloo, Niesh Afshordi. “Quanto mais distantes estão as galáxias, mais rápido elas se movem, a ponto de parecerem se mover quase à velocidade da luz, o máximo permitido pela teoria de Einstein.”

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“Nossas descobertas sugerem que, nessas mesmas escalas, a teoria de Einstein também pode ser inadequada”, acrescentou.

Segundo Afshordi, a proposta de correção do “desequilíbrio cósmico” é apenas o começo.

“Este novo modelo pode ser apenas a primeira pista do quebra-cabeça cósmico que estamos começando a desvendar no espaço e no tempo”, disse ele.

Mais sobre a expansão do universo: Os físicos sugerem que o universo está cheio de matéria que se move mais rápido que a luz

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

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O módulo solar em órbita captura a delicada coroa do Sol com detalhes impressionantes [Video]

A missão da Solar Orbiter é estudar o Sol de perto e em altas latitudes, fornecer as primeiras imagens dos pólos solares e explorar a heliosfera. Fonte: ESA/ATG medialab

Impressionantes vistas de perto do Sol revelam a sua estrutura magnética dinâmica e temperaturas extremas, capturadas pelo Solar Orbiter da Agência Espacial Europeia em colaboração com… NASASonda Solar Parker.

Esta paisagem em constante mudança (veja o vídeo abaixo) é a aparência do sol de perto. o Agência Espacial Europeiade Órbita solar A transição da atmosfera inferior do Sol para a coroa externa mais quente é retratada. As estruturas semelhantes a cabelos são compostas de gás carregado (plasma), traçando as linhas do campo magnético que emergem do interior do sol.

As áreas mais brilhantes têm cerca de um milhão de graus CelsiusEnquanto a matéria fria parece escura porque absorve radiação.

Este vídeo foi gravado em 27 de setembro de 2023, pelo instrumento Extreme Ultraviolet Imager (EUI) no Solar Orbiter. Naquela época, a espaçonave estava a cerca de um terço da distância da Terra ao Sol, rumo à sua aproximação mais próxima de 27 milhões de milhas (43 milhões de km) em 7 de outubro de 2023.

No mesmo dia em que este vídeo foi gravado, a Parker Solar Probe da NASA estava apenas escaneando 4,51 milhões milhas (7,26 milhões de quilômetros) Da superfície do sol. Em vez de obter imagens diretas do Sol, Parker mediu partículas e campos magnéticos na coroa solar e no vento solar. Esta foi uma oportunidade ideal para as duas missões se unirem, uma vez que os instrumentos de detecção remota da Solar Orbiter liderada pela ESA monitorizaram a região de origem do vento solar que mais tarde fluiria através da Parker Solar Probe.

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Observe musgo, espículas, erupção e chuva

Canto inferior esquerdo: Uma característica interessante que pode ser vista ao longo deste filme é o gás brilhante formando delicados padrões semelhantes a rendas ao longo do sol. Isso é chamado de “musgo” coronal. Geralmente aparece ao redor da base de grandes loops coronais que são muito quentes ou muito fracos para serem vistos com as configurações escolhidas do instrumento.

No horizonte solar: Torres de gás, conhecidas como espículas, chegam bem acima da cromosfera do Sol. Pode atingir uma altitude de 10.000 km (6.200 milhas).

Centro por volta de 0:22: Uma pequena erupção no centro do campo de visão, com material frio subindo para o topo antes que a maior parte caia de volta para o fundo. Não se deixe enganar pelo uso da palavra “pequena” aqui: esta erupção é maior que a Terra!

À esquerda do centro, por volta das 0:30: A chuva coronal “fria” (provavelmente inferior a 10.000°C/18.000°F) parece escura contra o fundo brilhante de grandes anéis coronais (cerca de 1 milhão de graus Celsius). A chuva consiste em aglomerados de plasma de alta densidade que recuam em direção ao Sol sob a influência da gravidade.


Este é o mesmo vídeo acima, mas sem as legendas. Crédito da imagem: ESA/NASA/Solar Orbiter/EUI Team

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