Detector de matria escura de prxima gerao comea a ser projetado


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Redação do Site Inovação Tecnológica – 01/10/2021

Detector de mat

Com o insucesso das primeiras tentativas, a ideia agora construir um detector mais verstil.
[Imagem: nEXO Collaboration]

Detector de Xennio Lquido de Prxima Gerao

As duas primeiras verses do experimento no detectaram qualquer pista sobre a matria escura, mas isso no desanimou a equipe da colaborao que construiu os detectores XENON1T e XENON100.

Eles agora se uniram a outro projeto, chamado LUX-ZEPLIN para construir um super-detector, muito mais verstil e capaz de detectar vrios tipos de partculas.

O objetivo que o “Detector de Xennio Lquido de Prxima Gerao” (nEXO) seja capaz de detectar diretamente os principais candidatos a tomos de matria escura, o decaimento beta duplo sem neutrinos, hipotticos xions e ainda medir neutrinos criados na atmosfera do Sol e da Terra e, potencialmente, em supernovas.

Detectores de xennio

Os modelos atuais da fsica estabelecem que a matria escura representa 85% da matria do Universo, mas a natureza dessa matria nunca detectada permanece um mistrio. Com isto, a comunidade cientfica colocou a identificao direta das partculas de matria escura como uma das maiores prioridades da cincia.

Os experimentos XENONnT esto localizados no Instituto Nacional de Fsica Nuclear, na Itlia, enquanto o experimento LUX-ZEPLIN opera no tambm subterrneo Laboratrio Sanford, nos EUA. Todos consistem em tanques cheios de xennio lquido ultrarresfriado, onde deveria ser possvel coletar sinais quando os hipotticos tomos de matria escura colidissem com os tomos de xennio. Mas todos os experimentos falharam at agora.

“As duas colaboraes lderes mundiais, XENON e LZ, esto combinando seus conhecimentos e tecnologias para caar a matria escura, uma vez que os experimentos atuais tenham terminado seu curso. E o Japo ir contribuir com nosso XMASS e agora com os legados XENON,” disse o professor Kai Martens, do Instituto Kavli, no Japo.

Detector multipartcula

Os atuais experimentos baseados em xennio – XENONnT e LUX-ZEPLIN – ainda esto coletando dados. Esses experimentos possuem tanques com 5,9 e 7,0 toneladas de xennio lquido, respectivamente.

O novo detector ser naturalmente maior – as propostas esto por volta de 50 toneladas de xennio – mas projetado para capturar assinaturas adicionais de partculas alm do Modelo Padro da fsica de partculas. Em particular, um objetivo importante ser a busca pelo decaimento beta duplo sem neutrinos no xennio, o que pode lanar luzes sobre a natureza dos neutrinos e sobre a assimetria entre matria e antimatria no Universo.

O observatrio tambm far buscas por outros processos e partculas raros, como os xions, partculas hipotticas que podem ser emitidas pelo Sol. Ele tambm medir neutrinos criados no Sol, na atmosfera da Terra e, potencialmente, em supernovas.

Mais de 100 lderes de grupos de pesquisa de 16 pases assinaram o memorando de entendimento para incio dos estudos que delinearo o projeto definitivo do nEXO.


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