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Em busca de partículas pioneiras usando o Large Hadron Collider

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Em busca de partículas pioneiras usando o Large Hadron Collider

Ilustração de dois tipos de partículas de vida longa decaindo em um par de múons, mostrando como os sinais de múons podem ser rastreados até o ponto de decaimento de partículas de vida longa usando dados de rastreadores e detectores de múons. Crédito: CMS/CERN

Esta busca por partículas exóticas de longa vida investiga a possibilidade de um evento “escuro”. Fóton“Produção, que pode ocorrer quando o bóson de Higgs decai em múons deslocados no detector.

O experimento CMS proporcionou sua primeira busca por nova física usando dados da 3ª execução do Large Hadron Collider. O novo estudo investiga a possibilidade de produção de um “fóton escuro” no decaimento dos bósons de Higgs no detector. Os fótons escuros são partículas exóticas e de vida longa: “de longa vida” porque seu tempo de vida médio é superior a um décimo de bilionésimo de segundo – um tempo de vida extremamente longo para partículas produzidas no Grande Colisor de Hádrons – e “estranhos” porque eles não fazem parte do Modelo Padrão da física de partículas.

O Modelo Padrão é a principal teoria dos blocos básicos de construção do universo, mas muitas questões físicas permanecem sem resposta e, portanto, a busca por fenômenos fora do Modelo Padrão continua. O novo resultado do CMS estabelece limites mais restritivos nas variáveis ​​de decaimento dos bósons de Higgs em fótons escuros, estreitando ainda mais a região na qual os físicos podem pesquisar.

Teoria do fóton escuro e detecção de partículas

Em teoria, os fótons escuros percorreriam uma distância mensurável no detector CMS antes de decaírem em “múons deslocados”. Se os cientistas traçarem os caminhos desses múons, descobrirão que eles não chegam ao ponto de impacto, porque os caminhos vêm de uma partícula que já se moveu alguma distância, sem deixar vestígios.

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A terceira corrida do LHC começou em julho de 2022 e tem uma luminosidade instantânea mais alta do que as execuções anteriores do LHC, o que significa que há mais colisões ocorrendo a qualquer momento para os pesquisadores analisarem. O LHC produz dezenas de milhões de colisões a cada segundo, mas apenas alguns milhares delas podem ser armazenadas, pois o registro de cada colisão consumiria rapidamente todo o espaço de armazenamento de dados disponível. É por isso que o CMS é equipado com um algoritmo de seleção de dados em tempo real chamado gatilho, que decide se uma determinada colisão é interessante ou não. Portanto, não é apenas o grande volume de dados que pode ajudar a descobrir evidências da existência do fotão escuro, mas também a forma como o sistema de disparo está sintonizado para procurar fenómenos específicos.

Avanços no sistema de gatilho e coleta de dados

“Já melhoramos a nossa capacidade de estimular múons deslocados”, diz Juliette Alemina, do experimento CMS. “Isso nos permite coletar muito mais eventos do que antes, usando múons deslocados do ponto de impacto por distâncias que variam de algumas centenas de micrômetros a vários metros. Graças a essas melhorias, se fótons escuros estiverem presentes, o CMS agora terá mais chances de encontrá-los .”

A execução do CMS foi crucial para esta pesquisa e foi particularmente otimizada entre as execuções 2 e 3 para a busca de moléculas estranhas de longa vida. Como resultado, a colaboração conseguiu utilizar o LHC de forma mais eficiente, obtendo um resultado robusto utilizando apenas um terço da quantidade de dados de pesquisas anteriores. Para fazer isso, a equipe do CMS melhorou o sistema operacional adicionando um novo algoritmo chamado algoritmo de múon não assinado. Esta melhoria significa que mesmo com apenas quatro a cinco meses de dados da Execução 3 em 2022, foi registado um número maior de eventos de deslocamento de múons do que no conjunto de dados muito maior de 2016-2018. A nova cobertura dos estímulos aumenta drasticamente as faixas de momento dos múons capturados, permitindo à equipe explorar novas regiões onde partículas de vida longa podem estar escondidas.

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Planos futuros e exploração contínua

A equipa do CMS continuará a utilizar as técnicas mais poderosas para analisar todos os dados recolhidos nos restantes 3 anos de operações, com o objetivo de explorar ainda mais a física fora do Modelo Padrão.

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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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