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Raios gama de energia ultra-alta, vindos dos confins da galáxia, fornecem provas poderosas de que as previsões da relatividade, incluindo a velocidade constante da luz, mantêm os extremos de energia mais altos já sondados
O gráfico acima composto mostra uma vista do céu em raios gama de energia ultra alta. As setas indicam as quatro fontes de raios gama com energias acima de 100 TeV de nossa galáxia (cortesia da colaboração da HAWC) impostas sobre uma foto dos 300 grandes tanques de água do Observatório da HAWC. Os tanques contêm detectores de luz sensíveis que medem chuvas de partículas produzidas pelos raios gama que atingem a atmosfera a mais de 16 quilômetros acima (cortesia de Jordan Goodman).
LOS ALAMOS, NM, 30 de março de 2020 - Novas medições confirmam, com as mais altas energias já exploradas, que as leis da física se mantêm, não importa onde você esteja ou a velocidade com que se mova. Observações de raios gama recordes comprovam a robustez da invariância de Lorentz - um pedaço da teoria da relatividade de Einstein que prevê que a velocidade da luz é constante em todo o universo. O observatório Cherenkov de alta altitude em Puebla, no México, detectou os raios gama vindos de fontes galácticas distantes.
"Como a relatividade se comporta com energias muito altas tem consequências reais para o mundo à nossa volta", disse Pat Harding, astrofísico do grupo de Ciência e Tecnologia de Nêutrons do Laboratório Nacional de Los Alamos e membro da colaboração científica do HAWC. “A maioria dos modelos de gravidade quântica diz que o comportamento da relatividade irá quebrar com energias muito altas. Nossa observação de tais fótons de alta energia eleva a escala de energia em que a relatividade se mantém em mais de um fator de cem. ”
A invariância de Lorentz é uma parte essencial do Modelo Padrão de Física. No entanto, várias teorias sobre a física além do Modelo Padrão sugerem que a Invariância de Lorentz pode não se manter nas energias mais altas. Se a invariância de Lorentz for violada, vários fenômenos exóticos se tornam possibilidades. Por exemplo, os raios gama podem viajar mais rápido ou mais lentamente que a velocidade convencional da luz. Se mais rápidos, esses fótons de alta energia decairiam em partículas de menor energia e, portanto, nunca atingiriam a Terra.
O Observatório de Raios Gama da HAWC detectou recentemente várias fontes astrofísicas que produzem fótons acima de 100 TeV (um trilhão de vezes a energia da luz visível), energia muito maior do que a disponível em qualquer acelerador terrestre. Como o HAWC vê esses raios gama, ele aumenta o alcance que a Invariância de Lorentz detém por um fator de 100 vezes.
“Detecções de raios gama de energia ainda maior a distâncias astronômicas permitirão uma verificação mais rigorosa da relatividade. Como o HAWC continua recebendo mais dados nos próximos anos e incorporando melhorias lideradas por Los Alamos às técnicas de detecção e análise nas energias mais altas, poderemos estudar essa física ainda mais ”, disse Harding.
Publicação : Restrições à violação da invariância de Lorentz a partir de observações do HAWC de raios gama acima de 100 TeV , Physical Review Letters, DOI: 10.1103 / PhysRevLett.124.131101
Financiamento : LDRD, DOE HEP, NSF
Sobre o Laboratório Nacional Los Alamos
O Laboratório Nacional Los Alamos, uma instituição de pesquisa multidisciplinar envolvida em ciências estratégicas em nome da segurança nacional, é operado pela Triad, uma organização de ciências da segurança nacional orientada a serviços públicos, de propriedade de seus três membros fundadores: Battelle Memorial Institute (Battelle), Texas A&M University System (TAMUS) e os regentes da Universidade da Califórnia (UC) da Administração Nacional de Segurança Nuclear do Departamento de Energia.
Los Alamos aprimora a segurança nacional, garantindo a segurança e a confiabilidade do estoque nuclear dos EUA, desenvolvendo tecnologias para reduzir as ameaças de armas de destruição em massa e resolvendo problemas relacionados a questões de energia, meio ambiente, infraestrutura, saúde e segurança global.
Fonte: Laboratório Nacional de Los Alamos / 12-04-2020
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se
membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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