Laboratório de física completa maior quebra-cabeças do mundo

Uma roda de 100 toneladas, a última peça de uma ambiciosa experiência que, esperam os cientistas, ajudará a desvendar os segredos do Universo foi instalada com sucesso numa caverna subterrânea.

Trata-se do elemento final do detector de partícula ATLAS, o maior dos quatro que serão conectados ao mais poderoso acelerador de partículas do mundo, que a European Organisation for Nuclear Research (CERN) espera começar a operar na metade de 2008.

"A última peça completa o gigantesco quebra-cabeças", anunciou o CERN em comunicado.

A roda foi baixada a um poço de 100 metros de profundidade, e alinhada a distância de um milímetro de outros detectores do CERN, o maior centro mundial de pesquisa de partículas, localizado em um extenso complexo de pesquisas ao longo da fronteira entre França e Suíça.

O detector ATLAS medirá partículas conhecidas como múons, que devem ser geradas em colisões de partículas no acelerador, conhecido como Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês).

O LHC recriará as condições existentes logo depois do Big Bang, explosão que muitos cientistas acreditam ter gerado o Universo, por meio da colisão de dois feixes de partículas em velocidade próxima à da luz.

"À medida que as partículas passam por um campo magnético produzido por imãs supercondutores, o detector tem a capacidade de acompanhá-las com precisão equivalente à espessura de um cabelo humano", segundo o CERN.

As experiências no LHC, que fica em um túnel subterrâneo com circunferência de 27 quilômetros, devem permitir que os físicos dêem um grande salto na jornada que começou com a lei da gravidade de Isaac Newton, segundo a organização.

A ciência não foi capaz até agora de produzir explicações fundamentais com por exemplo como as partículas adquirem massa. As experiências também estudarão a misteriosa matéria escura do Universo, e o motivo pelo qual o Universo possui mais matéria que antimatéria.

"Os primeiros prótons colidirão em breve, e os segredos de nosso Universo começarão a ser desvendados", afirmou o CERN.

O porta-voz do CERN, James Gillies, afirmou: "Nós conhecemos cerca de quatro por cento do Universo. O LHC pode nos ensinar sobre os 96 por cento restantes, que os cosmologistas chamam de matéria escura."

Assim que o LHC começar a funcionar, deve levar provavelmente um ano para que uma "nova física" surja, disse ele. Ciência útil deve ser continuamente produzida por até 20 anos.

Cerca de 10 mil cientistas ao redor do mundo, incluindo do Brasil, trabalharam no complexo desde o início de sua construção em 1994.

A maioria deles, cerca de 6 mil, são dos 20 países europeus membros do CERN, mas a maior nacionalidade presente no projeto é a dos Estados Unidos, com 1.000 pesquisadores, seguidos por russos, informou Gillies.

Antes que o LHC possa começar a operar, cerca de 38 mil toneladas de equipamentos precisam ser resfriadas a uma temperatura de 271 graus Celsius negativos para que os grandes ímãs passem a funcionar no estado de supercondutores. Esse resfriamento será feito com ajuda de várias toneladas de nitrogênio e hélio líquidos.

"Isso realmente é mais frio que o espaço sideral. É uma tarefa muito grande", disse Gillies. "É essencialmente como funciona uma geladeira, mas é extraordinariamente grande e a temperatura é incrivelmente fria." [fonte]

As primeiras estrelas podem ter sido negras

As primeiras estrelas a aparecerem no Universo podem ter sido alimentadas por matéria escura, de acordo com cientistas dos EUA.

Estrelas normais são abastecidas por reações de fusão nuclear, onde os átomos de hidrogênio se fundem para formar um tipo mais pesado de hélio.

Mas quando o Universo era ainda jovem, deveria haver matéria escura abundante, feita de partículas chamadas de Wimps (acrônimo em inglês que significa Partículas Massivas com Inteiração Enfraquecida). Elas teriam se fundindo juntas e destruído uma a outra bem antes que a fusão nuclear tivesse chance de ocorrer.

Como resultado as primeiras estrelas haveriam tipo aparências bem diferentes das que vemos hoje, e elas podem ter mudado o curso da evolução do Universo ou, ao menos, a atrasado.

A teoria, publicada na revista Physical Review Letters, depende de partículas que os astrônomos não podem ver, mas tem certeza que existem, e os físicos nunca conseguiram detectar. Mas a evidência indireta de que ela existe é impressionante.

“Partículas de material escura formam mais de três quartos da massa do Universo”, disse a física teórica Katherine Freese, da Universidade de Michigan.

“Em realidade, bilhões delas estão passando através de nós a cada segundo.”

No Universo primordial, teria havido ainda mais.

Mudança de curso

A natureza das primeiras estrelas há muito tempo intrigam os astrônomos. Imediatamente após o Big Bang o Universo expandiu e esfriou, portanto por milhões de anos esteve repleto de estrelas escuras, que prescindiam de hidrogênio ou hélio e talvez contivessem Wimps.

Os astrônomos puderam observar que já existiam estrelas normais 700 milhões de anos depois do Big Bang, pois o Telescópio Espacial Hubble olhou para os rincões do Universo, o que é como olhar para trás bilhões de anos, e pôde ver galáxias inteiras delas.

Mas como o Universo mudou seu rumo?

A teoria mais aceita é de que a gravidade prensou bolas de matérias escura e hidrogênio juntas. “Estas `auréolas´, como nós as chamamos, eram milhões de vezes mais massivas que o Sol, e as primeiras estrelas formaram-se em seus interiores”, disse a professora Katherine à BBC.

Já se pensava que o hidrogênio arrastado por estas auréolas de matéria escura iriam se destruir para formar as primeiras estrelas pequenas, e iria iniciar a compor dentro de si mesmas os primeiros novos elementos: carbono, oxigênio, silício e outros materiais necessários aos planetas e à vida.

Mas o novo artigo diz que as reações entre os Wimps, aniquilando uns aos outros, poderia ter gerado calor suficiente para manter as proto-estrelas infladas, como balões de ar quente. E o quanto mais Wimps caía nelas, mais o calor aumentava.

Estas gigantescas estrelas difusas teriam preenchido a órbita da Terra.

Os detalhes de como seria a aparência destas estrelas ainda serão realizadas. Mas em cinco anos a Nasa irá lançar o Telescópio Espacial James Webb (JWST), o sucessor do Telescópio Espacial Hubble, e talvez possa enxergar estas estrelas “negras” lá no passado.

Há também a intrigante possibilidade, diz a professora Katherine, que em algum canto do nosso Universo haja algumas sobreviventes passando despercebidas. [Fonte]