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O Hyper-K, o maior detector de neutrinos do mundo, ganhou o impulso

O Hyper-K, o maior detector de neutrinos do mundo, ganhou o impulso


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O gabinete japonês deu luz verde para uma $ 600 milhões detector de neutrino gigante a ser construído. Chamado de experimento Hyper-Kamiokande, pode ser uma virada de jogo para a corrida para detectar e estudar neutrinos.

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Como os neutrinos são observados?

Os neutrinos são detectados usando um aparelho especializado chamado, curiosamente, detectores de neutrino. Geralmente consistem em um grande tanque de água muito pura revestido com detectores especiais.

A ideia é detectar a presença de algo chamado luz Cherenkov.

"A luz Cherenkov é emitida pelos neutrinos quando eles passam pela água quase na velocidade da luz. Portanto, o detector detecta o efeito dos neutrinos interagindo com a água e não os próprios neutrinos." - astro.wisc.edu.

Por que a detecção de neutrino é tão difícil?

Os neutrinos são muito difíceis de detectar, principalmente porque são muito pequenos. Isso torna quase impossível detectar diretamente.

Por esse motivo, outros meios de detecção indireta são necessários para tentar "observá-los" experimentalmente.

"Neutrinos são difíceis de detectar porque são 100.000s de vezes menores que um elétron, portanto, são pequenos demais para serem detectados com o equipamento atual. Eles também não têm carga e não interagem com nenhuma outra partícula atômica, então isso significa que é mais difícil de encontrar quando olhamos os diagramas de Feynman. "- Meu Tutor.

O que é o experimento Hyper-Kamiokande?

O experimento Hyper-Kamiokande está definido para ser o maior detector de neutrino já construído. Contendo ao redor 260.000 toneladas de água hiper pura, o detector será construído dentro de uma caverna gigantesca ao lado da mina Kamioka da cidade de Hida.

Este novo detector, uma vez construído, tornará seu irmão já gigante o detector Super-Kamiokande. A equipe por trás do projeto espera que seu novo detector gigantesco traga algumas descobertas inovadoras para essas partículas indescritíveis.

Relatado no jornal Natureza, o detector tem alguma promessa: -

"O enorme tamanho do Hyper-Kamiokande (Hyper-K) permitirá que ele detecte um número sem precedentes de neutrinos produzidos por várias fontes - incluindo raios cósmicos, o Sol, supernovas e feixes produzidos artificialmente por um acelerador de partículas existente. Além de capturando neutrinos, ele monitorará a água para a possível decadência espontânea de prótons nos núcleos atômicos, que, se observada, seria uma descoberta revolucionária. " -Natureza.

O projeto vai ser um empreendimento enorme e deverá custar algo na região de $ 600 milhões (64,9 bilhões de ienes japoneses).Mais investimentos serão necessários para atualizar o acelerador PARC 300 km longe em Tokai, onde o feixe de neutrino será produzido.

O governo japonês financiará a maior parte do projeto, com o quarto restante sendo fornecido por parceiros internacionais como o Reino Unido e o Canadá.

Qual será o tamanho do Hyper-K?

O enorme detector consistirá em um tanque em forma de tambor 71 metros de profundidade e 68 metros de largura. Esta enorme estrutura será abrigada em uma caverna feita pelo homem que será construída com grandes quantidades de explosivos.

“Um corredor para abrigar o tanque será cavado com cargas explosivas em um local 8 quilômetros das instalações existentes de Kamioka, para evitar que as vibrações perturbem o detector de ondas gravitacionais KAGRA, que está prestes a começar a operar. O local Kamioka foi escolhido décadas atrás devido às instalações de mineração existentes e à alta qualidade da rocha, bem como ao suprimento abundante de água doce. "- Natureza.

Os detectores de luz sensíveis alinharão o interior do tanque. Eles irão capturar flashes fracos que são emitidos quando os neutrinos colidem com os átomos de água.

Físicos de todo o mundo estão muito entusiasmados com o potencial do projeto. Isso porque ele será capaz de estudar as diferenças no comportamento dos neutrinos e de suas antimatéria homólogas antineutrinos.

Mas, de acordo com Masayuki Nakahata, físico da Universidade de Tóquio, a maior descoberta que o Hyper-K poderia fazer é a decadência de prótons.

"O decaimento do próton nunca foi observado e deve, portanto, ser extremamente raro - se é que acontece - o que significa que o próton tem uma vida média muito longa, de mais de 1034 anos." - Natureza.

Isso seria inovador, pois o modelo padrão atual em física de partículas não permite que ocorra o decaimento do próton. No entanto, muitas teorias mais recentes que poderiam substituí-lo e prometer unificar as forças fundamentais o fazem.

O Hyper-K com seu volume muito maior de água deve fornecer uma chance maior de ver os prótons decair - - se as previsões estiverem corretas. Se esse fenômeno não for detectado, ele pode ajudar a justificar a extensão significativa da vida útil média dos prótons.


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