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Cientistas refinam a busca por matéria escura. "Sabemos que a matéria escura existe, ela passa pelos nossos instrumentos de medida, mas ela não pode ser registrada."


A visualização mostra galáxias, compostas de gás, estrelas e matéria escura, colidindo e formando filamentos no universo de grande escala, proporcionando uma visão da Teia Cósmica.
Crédito: NASA

Pesquisadores da Universidade de Lund, na Suécia, entre outros, desenvolveram uma técnica mais eficaz na busca de pistas sobre a matéria escura no universo. Eles agora podem analisar quantidades muito maiores dos dados gerados no CERN.

 Illustration: Large Hadron Collidern  by Daniel Dominguez, Maximilien Brice and Cinzia De Melis/CERN

Na unidade de pesquisa do CERN, uma longa série de experimentos está em andamento em prótons colidindo no acelerador do LHC quase à velocidade da luz. A quantidade de dados está aumentando constantemente à medida que a capacidade do acelerador melhora. No entanto, é mais difícil processar e armazenar as grandes quantidades de dados que são produzidos. É por isso que há uma avaliação contínua de quais dados os pesquisadores devem examinar mais de perto.

"Se não tomarmos cuidado, poderemos acabar descartando dados que contêm pistas de partículas completamente novas das quais ainda não estamos cientes, como partículas que formam matéria escura", explica Caterina Doglioni, física de partículas da Universidade de Lund e membro do experimento ATLAS no CERN.

Caterina é uma das pesquisadoras por trás de um estudo recente que se concentrou em como utilizar melhor as enormes quantidades de dados do CERN. Em vez de registrar todas as informações do experimento e depois analisá-las posteriormente, grande parte da análise de dados é feita em um curto período de tempo, para que uma fração muito menor do evento seja mantida. Essa técnica, que também foi empregada por outros experimentos do LHC, permite que os pesquisadores registrem e armazenem muitos outros eventos que possam conter traços de novas partículas.
Crédito da imagem: NASA, ESA, D. Coe e H. Ford (Johns Hopkins University)

A esperança é encontrar sinais de partículas até então desconhecidas que poderiam ser portadoras de forças que poderiam criar uma conexão entre matéria visível e matéria escura, de acordo com Doglioni.
"Essas novas partículas, que chamamos de" partículas mediadoras ", podem se desintegrar em pares extremamente curtos de quarks, ou seja, os próprios blocos de prótons e nêutrons nos átomos. Quando os quarks se desintegram, forma-se um tipo de chuva de partículas que podemos realmente detectar com nossos instrumentos ", diz Caterina Doglioni.

A comunidade de pesquisa tem procurado por respostas sobre a matéria escura indescritível que compõe uma grande parte do nosso universo. Apenas cinco por cento do universo é matéria que atualmente podemos perceber e medir. Os restantes 95 por cento são inexplorados e referidos como matéria escura e energia escura.

Acima, seis colisões de aglomerados de galáxias com matéria escura (em azul).
Crédito da imagem: NASA, ESA, D. Harvey (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suíça) e R. Massey (Universidade de Durham, Reino Unido).

Entre outras coisas, esta suposição é baseada no fato de que as galáxias giram como se houvesse significativamente mais matéria do que a que podemos ver. A matéria escura é composta por 27% do universo, enquanto 68% é energia escura - considerada o que faz com que o universo acelere constantemente em sua expansão contínua. Pesquisadores declararam em 31 de outubro o "Dia da Matéria Negra", um dia com muitos eventos diferentes dedicados à matéria escura em todo o mundo.

"Sabemos que a matéria escura existe. Normalmente, ela passa pelos nossos instrumentos de medida, mas não pode ser registrada, mas no caso de nossa pesquisa, esperávamos ver os produtos das partículas conectadas a ela", diz Caterina Doglioni.

Ela não ousa prever quanto tempo levará até que haja um avanço na busca por matéria escura. Enquanto isso, Doglioni observa que as iniciativas de pesquisa fornecem efeitos de spin-off à medida que prosseguem. O conhecimento sobre como processar essas grandes quantidades de dados também é valioso fora da comunidade de pesquisa e levou ao lançamento de várias colaborações com a indústria.

William Kalderon, Eric Corrigan, Eva Hansen (remotely), Caterina Doglioni, Alexander Ekman. Foto: Lena Björk Blixt.


Fonte: Lund University
Contato:
Caterina Doglioni, associate senior lecturer
Department of Physics, Lund University
+ 46 46-222 76 95 (mobile) +46 760-97 57 34
caterina.doglioni@hep.lu.se
Twitter: @catdoglund




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