Testes no Reator Argonauta colaboram com pesquisa sobre matéria escura do Universo

O reator nuclear de pesquisas Argonauta mantém-se afinado, aos 48 anos, com pesquisas científicas avançadas, como a detecção das partículas que formam a matéria escura do Universo, um dos grandes mistérios da ciência em seu estágio atual. O reator, que pertence ao Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), unidade da Comissão Nacional de Energia Nucler (CNEN) no Rio de Janeiro, está sendo usada em testes de calibração de detectores conduzidos pelo italiano Paolo Privitera, professor titular dos departamentos de Física e de Astronomia e Astrofísica da Universidade de Chicago, nos Estados Unidos.

O experimento é uma pequena contribuição ao projeto Damic – Dark Matter In CCDs: em português, Matéria Escura em CCDs, sendo CCD uma tecnologia de detecção similar à utilizada em máquinas fotográficas digitais. A função do equipamento é detectar partículas com características que confirmem a teoria da matéria escura (ler abaixo). A pesquisa está sendo realizada pela universidade americana no Snolab, um laboratório subterrâneo no Canadá, instalado junto a uma mina de níquel, dois quilômetros abaixo da superfície da Terra.

O professor Privitera passou o mês de novembro no Rio de Janeiro a convite do Instituto de Física da UFRJ, pelo programa Professor Visitante do Exterior (PVE), da Capes, e fará mais quatro visitas nos próximos dois anos. Na primeira visita, em agosto, descobriu que havia no campus um reator de pesquisa, o Argonauta, com ótimas características para seu trabalho, por causa do baixo fluxo de nêutrons. “Os detectores que usamos são de altíssima sensibilidade e ficariam saturados com um fluxo alto de nêutrons.”

Os testes em curso no IEN estão sendo feitos com detectores semicondutores de silício, o mesmo elemento presente nos equipamentos CCD utilizados no projeto pelos laboratórios do Canadá e de Chicago. Nesta etapa inicial está sendo feita a calibração desses modelos. Caso os resultados sejam satisfatórios, informa, “traremos os detectores CCD e bolsistas de pós-doutorado de Chicago para calibrá-los aqui.”

A pesquisa tem a colaboração do físico João Torres de Mello Neto, professor do IF/UFRJ responsável pelo convite ao físico italiano, e do mestrando Victor Barreto. Segundo Mello Neto, os detectores CCD são os mais avançados na física de partículas por sua capacidade de medir sinais muito fracos e rejeitar o ruído instrumental característico. “Utilizamos os nêutrons como substitutos das partículas de matéria escura para calibrar os detectores porque eles possuem massa relativamente grande e não são partículas carregadas”, explica.

O Instituto de Física da UFRJ já é parceiro da Universidade de Chicago no projeto do Observatório Pierre Auger, construído na cordilheira dos Andes para detecção de raios cósmicos de altíssimas energias. Em operação desde 2005, esse observatório faz parte de um projeto internacional que reúne pesquisadores de quinze países.

O que é matéria escura?

A existência da matéria escura no universo é conhecida desde 1933, quando o astrônomo húngaro Fritz Zwicky, calculando a aceleração da galáxia Cabeleira de Berenice, percebeu que sua massa era dezenas de vezes maior que a matéria visível. Hoje presume-se que apenas 3% a 4% do Universo seja formado por matéria luminosa, ou seja, que emite ou reflete luz. A maior parte é composta por energia escura (cerca de 75%) e por matéria escura (20 a 25%) que não pode ser observada pela visão humana ou por instrumentos astronômicos, apenas inferida por seus efeitos gravitacionais.

Diversos experimentos têm sido realizados nas últimas décadas para detecção direta ou indireta das partículas que compõem a matéria escura, até agora sem sucesso. Há também várias teorias sobre a natureza dessas partículas, que são de fraquíssima interação com a matéria conhecida. Para evitar que seus efeitos sejam confundidos com a interação dos nêutrons dos raios cósmicos, os experimentos são realizados em laboratórios sob montanhas, embaixo da terra ou dentro de cápsulas blindadas com toneladas de chumbo.

FONTE: CNEN
http://www.cnen.gov.br