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Um dos dois chifres de focagem magnética usados na linha de luz do Fermilab que produz intensos feixes de neutrinos para o MINERvA e outros experimentos de neutrinos. Foto: Reidar Hahn, Fermilab
Os físicos usaram o MINERvA, um experimento de neutrinos do Fermilab, para medir o tamanho e a estrutura do próton usando uma técnica de dispersão de neutrinos.
Pela primeira vez, os físicos de partículas conseguiram medir com precisão o tamanho e a estrutura do próton usando neutrinos. Com dados coletados de milhares de eventos de espalhamento de neutrino-hidrogênio coletados pelo MINERvA, um experimento de física de partículas no Fermi National Accelerator Laboratory do Departamento de Energia dos Estados Unidos, os físicos encontraram uma nova lente para explorar prótons. Os resultados foram publicados hoje na revista científica Nature .
Essa medição também é importante para analisar dados de experimentos que visam medir as propriedades dos neutrinos com grande precisão, incluindo o futuro Deep Underground Neutrino Experiment , hospedado pelo Fermilab.
“O experimento MINERvA encontrou uma nova maneira de ver e entender a estrutura do próton, fundamental tanto para nossa compreensão dos blocos de construção da matéria quanto para nossa capacidade de interpretar os resultados do experimento DUNE no horizonte”, disse Bonnie Fleming, Fermilab vice-diretor de ciência e tecnologia.
Prótons e nêutrons são as partículas que compõem o núcleo , ou núcleo, de um átomo. Entender seu tamanho e estrutura é essencial para entender as interações das partículas. Mas é muito difícil medir as coisas em escalas subatômicas. Os prótons - cerca de um femtômetro, ou 10 a 15 metros de diâmetro - são pequenos demais para serem examinados com luz visível. Em vez disso, os cientistas usam partículas aceleradas a altas energias. Seus comprimentos de onda são capazes de sondar escalas minúsculas.
A partir da década de 1950, os físicos de partículas usaram elétrons para medir o tamanho e a estrutura do próton. Os elétrons são carregados eletricamente, o que significa que eles interagem com a distribuição de força eletromagnética no próton. Ao disparar um feixe de elétrons acelerados em um alvo contendo muitos átomos, os físicos podem observar como os elétrons interagem com os prótons e, assim, como a força eletromagnética é distribuída em um próton. Realizando experimentos cada vez mais precisos, os físicos agora mediram o raio da carga elétrica do próton em 0,877 femtômetros.
A colaboração MINERvA alcançou seu resultado inovador usando partículas chamadas neutrinos em vez de elétrons. Especificamente, eles usaram antineutrinos, os parceiros de antimatéria dos neutrinos. Ao contrário dos elétrons, neutrinos e antineutrinos não têm carga elétrica; eles só interagem com outras partículas através da força nuclear fraca . Isso os torna sensíveis à distribuição de “carga fraca” dentro de um próton.
No entanto, neutrinos e antineutrinos raramente interagem com prótons – daí o nome força fraca. Para coletar eventos de dispersão suficientes para fazer uma medição estatisticamente significativa, os cientistas do MINERvA precisavam esmagar muitos antineutrinos em muitos prótons.
Felizmente, o Fermilab abriga os mais poderosos feixes de neutrinos e antineutrinos de alta energia do mundo. E o MINERvA contém muitos prótons. Localizado a 100 metros de profundidade no campus do Fermilab em Batavia, Illinois, o MINERvA foi projetado para realizar medições de alta precisão de interações de neutrinos em uma ampla variedade de materiais, incluindo carbono, chumbo e plástico.
Para saber mais, acesse o link abaixo>
Fonte: FERMILAB
https://news.fnal.gov/2023/02/a-new-way-to-explore-protons-structure-with-neutrinos-yields-first-results/
Web Science Academy; Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia).Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).
Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.
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.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
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