O que é espaço e subespaço? Em sentido amplo!

Ilustração de um buraco negro errante movendo-se rapidamente através de uma nuvem densa de gás. O gás é arrastado pela gravidade do buraco negro formando uma corrente estreita. Crédito: Keio University. Clique na imagem para acessar o artigo completo da Science.

Espaço e subespaço é a demarcação do conhecimento verdadeiro, justificado e válido, não é possível existir algo que esteja fora de algum espaço ou subespaço, isso inclui a fenomenologia da mecânica quântica. Em matemática espaços são definidos em termos primitivos. Em física e cosmologia espaços são projeções vetoriais e escalares em múltiplas dimensões.

Eu defino espaços e subespaços como: possibilidades existenciais seja no sentido: matemático, físico, filosófico ou conceitual.

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Em nosso universo, para que algo (qualquer coisa) exista é necessário que deva estar em algum local ou não local; isto é, precisaria residir em algum espaço ou subespaço.

Espaço físico

Por espaço físico, quero dizer o espaço revelado a nós por artefatos de medição como réguas, antenas e aparelhos avançados de medição: radiotelescópios, satélites de GPS, microscópios eletrônicos, telescópios em terra ou em órbita, etc. O espaço físico é definido de forma objetiva; isto é, as propriedades do espaço físico são amplamente independentes do observador.

Galáxia de Andrômeda M31 – Créditos: Adam Evans – the Andromeda Galaxy (now with h-alpha) Wikipedia. Clique na imagem para vê-la em alta resolução.

Espaço visual

O espaço visual é definido de forma subjetiva; isto é, as propriedades do espaço visual podem depender criticamente de certos aspectos do observador, como localização no espaço físico, condições experimentais e a capacidade cognitiva perceptiva do observador (vieses e deficiências visuais). Por exemplo: é comum aos pilotos de aviões virem OVNIs (objetos voadores não identificados), isso não significa que sejam naves extraterrestres (até o momento inexistentes).

Espaço-tempo

Na física, espaço-tempo é o sistema de coordenadas utilizado como base para o estudo da relatividade restrita e relatividade geral. O tempo e o espaço tridimensional são concebidos, em conjunto, como uma única variedade de quatro dimensões a que se dá o nome de espaço-tempo. Um ponto, no espaço-tempo, pode ser designado como um “acontecimento”. Cada acontecimento tem quatro coordenadas (t, x, y, z); ou, em coordenadas angulares, t, r, θ, e φ que ditam o local e a hora em que ele ocorreu, ocorre ou ocorrerá.

Simulação de espaço-tempo extremo (SXS) – fusão de dois buracos negros – Crédito: Projet www.black-holes.org – Caltech

A medição de um pulsar detecta arrasto de quadro

Concepção artística do arrasto de quadro onde duas estrelas giram e torcem espaço e tempo. Crédito: Mark Myers, OzGrav ARC Centre of Excellence

O arrasto de quadro é um fenômeno previsto na relatividade geral, pelo qual uma massa em rotação arrasta o espaço-tempo circundante com ela. O físico em radioastronomia Venkatraman Krishnan do Instituto Max Planck, analisou observações temporais do pulsar PSR J1141-6545, um jovem pulsar em uma órbita binária com uma anã branca. A modelagem dos tempos de chegada dos pulsos de rádio mostrou um desvio de longo prazo nos parâmetros orbitais. Depois de considerar as possíveis contribuições para essa deriva, eles concluíram que ela é dominada pelo arrastamento de quadros (o efeito Lense-Thirring) da anã branca que gira rapidamente. Essas observações verificam uma previsão da relatividade geral e fornecem restrições sobre a história evolutiva do sistema binário.

Espaço Virtual

É a infraestrutura cibernética que conhecemos pelo nome de Internet.

Espaço Matemático

Na Matemática os espaços/subespaços são os elementos que determinam as relações, funções, conjuntos, grupos e toda a abstração necessária para que exista coerência no uso da matemática. Exemplo:

Espaço Vetorial

Adição vetorial e multiplicação por escalar: um vetor v (azul) é adicionado a outro vetor w (vermelho, ilustração superior). Na imagem inferior, w está esticado por um fator de 2, acarretando a soma v + 2w.

Um espaço vetorial (também chamado de espaço linear) é uma coleção de objetos chamados vetores, que podem ser somados uns aos outros e multiplicados “escalonados” por números, denominados escalares.

Espaço da Mecânica e Física Quântica

São os mais complexos espaços e subespaços que conhecemos, correspondem ao tratamento da física de partículas. Todas as partículas subatômicas: bosons de higgs, fótons, neutrinos, elétrons, quarks, etc., residem nos subespaços quânticos cujos efeitos podem ser tratados e estudados com a utilização da matemática avançada da mecânica quântica.

Exemplo: Esfera de Block

Esfera de Bloch representando um qubit Wikipedia.

Na mecânica quântica e computação, a esfera de Bloch é uma representação geométrica do espaço de estado puro de um sistema mecânico quântico de dois níveis (qubit), em homenagem ao físico Felix Bloch. Portanto, Um bit quântico, ou qubit é uma unidade de informação quântica. A mecânica quântica é matematicamente formulada no espaço de Hilbert ou no espaço de Hilbert projetivo. Os estados puros de um sistema quântico correspondem aos subespaços unidimensionais do espaço de Hilbert correspondente (ou os “pontos” do espaço de Hilbert projetivo). Para um espaço de Hilbert bidimensional, o espaço de todos esses estados é a linha projetiva complexa ℂℙ1.

Qual a precisão das medidas espaciais e subespaciais hoje?

Essas medidas hoje possuem a máxima precisão possível dentro das perspectivas de medição utilizadas pela ciência. As réguas de luz utilizadas pelos laboratórios LIGO, conseguem uma precisão subespacial da ordem de 1/10.000 do núcleo atômico.

Ilustração de um átomo de hélio, na qual está representado o núcleo (em rosa) e a distribuição da nuvem de elétrons (em preto). O núcleo (canto sup. dir.) no hélio-4 é simétrico e assemelha-se muito à nuvem de elétrons, embora em núcleos mais complexos isto nem sempre se verifique. A escala gráfica corresponde a um ångström (10−10 m ou 100 picômetros ou ainda 1/1000.000.000.000 do metro).

Todos os nossos sistemas de medição hoje são subespaciais

Nesta imagem podemos ver a representação das 7 unidades fundamentais do sistema internacional de unidades – todas elas são subespaciais. Clique na imagem para baixar o manual explicativo sobre o novo SI – Sistema Internacional de Unidades. Em vigor desde 20 de maio de 2019. Assista ao vídeo explicativo abaixo.

A nova medida do Metro (1 dividido pelo segundo luz)

Hoje 1 metro vale = 1/SL (uma unidade subespacial do segundo luz). Corresponde ao espaço linear percorrido pela luz no vácuo durante um intervalo de tempo correspondente a 1/299 792 458 de segundo (299 792 458 m/s-1, e que continua sendo o metro padrão na perspectiva dos avanços científicos atuais.

Segundo-luz é uma subunidade de comprimento utilizada em astronomia e corresponde à distância percorrida pela luz no vácuo em um segundo. Seu plural é segundos-luz. Para se calcular o valor de 1 segundo-luz em quilômetros é necessário saber que a velocidade da luz no vácuo é de 299.792.458 metros por segundo (m/s) e que o tempo utilizado na definição é o segundo. Assim temos que o segundo-luz vale 299.792.458 metros (aproximadamente 300 mil quilômetros); ou ainda 0,002 UA (Unidades Astronômicas).

Obs: quando a constante de medição contiver um expoente negativo, significa unidade subespacial.

Os benefícios para humanidade com a detecção das Ondas Gravitacionais

Na física, as ondas gravitacionais são ondulações na curvatura do espaço-tempo que se propagam como ondas, viajando para o exterior a partir da fonte. Elas são incrivelmente rápidas, viajam à velocidade da luz (299 792 458 quilômetros por segundo) e espremem e esticam qualquer coisa em seu caminho ao passarem. O Observatório de Onda Gravitacional de Interferômetro de Laser (LIGO), conta com ajuda de mais de 1 000 cientistas colaboradores, a construção de ambos observatórios um em Washington e o outro na Louisiana custaram cerca de US$ 1 bilhão e foram financiados pela National Science Foundation. Um novo ramo da ciência nasceu com esta descoberta, a Astronomia de Ondas Gravitacionais.

Os benefícios para a humanidade são ilimitados, agora sabemos com extrema precisão, como funcionam os espaços e subespaços e principalmente, validamos o último legado de Albert Einstein, sua teoria da relatividade geral se tornou completa. {RC}.

Referências bibliográficas

O fim das crenças em inexistentes é inevitável

Símbolo lógico para inexistenteA humanidade vive uma fase de transição sem precedentes em nossa história, a evolução venceu a batalha contra as obscuridades e no presente momento estamos assistindo ao desmoronamento de ideologias, estados confessionais, religiões, seitas, , etc. Até mesmo a organização política da maioria dos países volta-se para a reconstrução de princípios e valores econômicos sociais.

O que são crenças em inexistentes?

 Símbolo matemático/lógico para inexistente

São coisas que partem do imaginário popular com raízes em gerações passadas, funcionam como um tipo de senso comum ou mimetismo, aceito por pessoas com pouca educação ou forçadas a aderir a determinado credo por tradições familiares, políticas ou culturais – mesmo que seu nível educacional seja elevado – sem o devido questionamento ou provas, tornando-se refém de valores e práticas que na maioria das vezes é cruel, arbitrário e principalmente retrógradoEx: terra plana, cura quântica, deus, deuses, ets, espíritos, fantasmas, divindades, infalibilidade, regimes políticos insustentáveis (os regimes da Síria e Venezuela, são exemplos típicos), etc.

E o que são existentes?

∃  Símbolo matemático/lógico para existente

A crença em existentes é o conhecimento verdadeiro/justificado e válido!

PCE = VÁLIDO ou 1

São coisas verificáveis ou definidas como tal: sejam matemáticas, espaciais, energéticas, físicas, locais ou não locais, materiais, etc.  Ex: buracos negros, radiação eletromagnéticas, átomos, moléculas, partículas elementares, partículas e ondas gravitacionais, vácuo quântico, espaço-tempo, subespaços, estados da matéria, cognição, redes neurais biológicas, cibernéticas e principalmente as IAs (inteligências artificiais), Sars-Cov-2 (O coronavírus).

Qual a diferença entre Existente e Inexistente?

A lógica é imprescindível (necessária) neste caso, os existentes retornam algo válido/verificável e quando não existem, não podem retornar informações, são nulos. Ex: um estado de entrelaçamento quântico entre duas partículas elementares, ao deixarmos uma delas aqui na terra em algum laboratório e levarmos sua parceira ao espaço (na órbita da terra), qualquer alteração em uma será manifestada pela outra. Caso mudarmos o Spin (giro) da partícula em órbita, sua parceira em terra receberá essa mesma ação e mudará o giro (spin) e vice-versa. E, mesmo que não saibamos como a comunicação ocorre, essa fenomenologia é expressiva, válida e detectável. Em 2016 cientistas chineses provaram via experimento o teletransporte quântico pela primeira vez. Segue comentários do experimento de teletransporte quântico: “Quantum teleportation across a metropolitan fibre network – Pdf

Crer em divindades é crer em inexistentes – saiba a razão!

A crença em inexistentes não é conhecimento, é inválida ou nula.

Digamos que você acredita em “Deus”, isso te obriga a aceitar como verdade o pacote: afirmações, proposições, induções; em coisas inválidas e sem sentido, fruto de tradições antepassadas, mesmo na impossibilidade em determinar a existência dessa entidade, se não pudermos determinar a existência, o produto da crença torna-se nulo: a divindade em questão jamais atenderá qualquer pedido, prece, devoção, etc. Sic: https://rcristo.com.br/2017/03/15/como-atingir-a-razao-esclarecida-sobre-nossas-crencas-valores-e-interpretacoes-da-realidade/

O produto ou contrapartida da crença em inexistentes: PCI = Nulo!

{RC}

Fique atento: a intenção pode ser boa mas o resultado é péssimo, você não poderá fugir das leis da física, não importa em que acredite! Acreditar em deus (ou divindades e derivados) terá o mesmo efeito da compra de um belo Smartphone pela internet e quando a caixa chegou estava vazia, imagine a frustração!? Caso alguém tenha caído nessa pegadinha, foi: acreditado, confiado, seduzido por ofertas (promessas, rótulos simbolizando o aparelho) de um vendedor/site espertinho, na certeza de ganhar seu sofrido dinheirinho, em razão da crença na foto ou valor irreal de algo que não existe.

Consequências devastadoras da crença em inexistentes

No geral as pessoas não imaginam que uma simples atitude possa significar vida/morte ou decepção, dependendo da profundidade da crença adquirida: segue alguns exemplos:

  • Coronavírus – está dizimando as populações humanas, é imune às crenças, fé, deus, etc. Quem acredita que ir a um templo poderá ficar salvo, saiba que é uma péssima atitude. A razão é bem simples: o coronavírus existe (podemos vê-lo ao microscópio eletrônico); entretanto, a sua fé não poderá fazer nada contra ele. A fé é um vazio que irá te levar a um local onde o vírus estará e poderá infectar você. As consequências podem ser fatais.
  • Terra Plana – é uma das crenças mais absurdas, sendo contrária às próprias leis da física (é contra intuitivo), mas no Brasil em 2019, uma pesquisa entrevistou 2.086 pessoas (de 16 anos ou mais) em 103 cidades do País. Entre elas, 90% afirmaram que a Terra é redonda. Ou seja, o número de pessoas que apoiam o fato científico do planeta ser uma esfera é grande, mas o número de terraplanistas vêm crescendo. Principalmente entre os mais jovens, menos escolarizados e cristãos. O levantamento aponta que a ideia do terraplanismo é apoiada por 7% dos brasileiros com menos de 25 anos. A porcentagem cai para 4% na faixa etária entre 35 e 44 anos. O valor em números passa de 11 milhões de pessoas que afirmam que nosso planeta é plano. Fonte: https://www.huffpostbrasil.com
  • Proibição da doação de sangue – muitas seitas e religiões proíbem seus membros/seguidores/fiéis doarem ou receberem sangue de terceiros, isso é devastador para a pessoa que sofre um acidente, está numa UTI e precisa da doação, pode falecer por ignorâncias desses grupos ou dos próprios familiares.
  • Proibir as crianças de receber às vacinas (obrigatórias) – mais uma atitude ilegal e colocará em risco os jovens e adultos. Ex: sarampo retorna ao Brasil após ser erradicado em 2016 – de fevereiro de 2018 a janeiro de 2019, foram registrados 10.274 casos de sarampo no Brasil, sendo 9.778 apenas no estado do Amazonas, com 6 mortes confirmadas, e outros 355 casos em Roraima, com 4 mortes registradas. Outros registros isolados apareceram no Pará (61), Rio Grande do Sul (45), Rio de Janeiro (19), Sergipe (4), Pernambuco (4) e outros números inferiores de casos.
  • Ignorar as responsabilidades perante a sociedade ou comunidade – as pessoas não assumem a responsabilidade por seus atos e delegam os erros cometidos aos pecados (inventados ou amparados), tentando se redimir por meio da crença, isso é um absurdo e deveria ser banido de nossa sociedade e até mesmo da constituição.
  • Fazer agradecimento aos inexistentes sempre que algo bom é realizado – agradecer a Deus por ter se salvado de um acidente, pela conquista de um prêmio ou por ter se curado de uma doença é o mesmo que tirar os créditos daqueles que sãos os responsáveis diretos/indiretos por essas conquistas: a evolução e natureza pelo fato de você estar vivo, aos pais/familiares/amigos/professores/profissionais; em razão de terem sido seus tutores, auxiliado em sua recuperação, se esforçado pelo seu progresso. Li diversas teses cujos alunos agradecem a inexistentes em lugar de dar os devidos créditos a quem realmente merece. Isso é resultado da precariedade de nosso sistema educacional, uma pergunta que precisamos fazer aos examinadores de TCCs (trabalhos de conclusão de cursos): por que deixaram isso acontecer?
  • STF decide que sacrifício de animais em cultos religiosos é constitucional, sic: https://www.correiobraziliense.com.br/app/noticia/brasil/2019/03/29/interna-brasil,746078/stf-decide-sacrificio-de-animais-em-cultos-religiosos-constitucional.shtml
  • Obs: fazer leis para apoiar práticas religiosas retrógradas é típico do profundo atraso vivenciado em nosso país. O STF apoia a ignorância como lei. Lamentável.

Outra certeza inegável é a morte, não importa no que acreditamos: nosso corpo irá para o túmulo ou crematório; portanto, vamos desaparecer (deixar de existir) da forma como nascemos no universo atual. Quanto a isso não há a menor dúvida; não existe céu ou inferno, somente existências, pense nisso e viva a vida o máximo que puder.

A prova mais contundente de que os sistemas de crenças (sem ciência) acabaram está na pandemia de coronavírus.

Reinaldo Cristo {RC}.

Fontes: Arxiv.org, Wikipedia, Technologyreview, Huffpostbrasil, Correiobrazilience

A vida do elétron está na casa dos 66000 Yotta anos (6.6×10^28 anos) – Physicsworld – Laboratório Borexino Itália

Johnston-borexino

O detector Borexino compreende 300 toneladas de um líquido orgânico que é focalizado por 2212 fotomultiplicadores. (Cortesia: Borexino Collaboration).

A melhor medida conseguida da vida do elétron sugere que uma partícula existente hoje provavelmente ainda estará presente nos próximos 66.000 yotta-anos (6.6 × 10^28 anos), que é cerca de cinco quintilhões (10^18*U) de vezes a idade atual do universo. Essa é a conclusão de físicos que trabalham no experimento Borexino na Itália, que procuram evidências se o elétron decai para um fóton e um neutrino; um processo que viole a conservação da carga elétrica e aponte para uma física ainda não descoberta para fora do Modelo Padrão. O elétron é o transportador menos massivo de carga elétrica negativa conhecida pelos físicos. Se fosse decaído, a conservação de energia significaria que o processo envolveria a produção de partículas de baixa massa, como os neutrinos. Entretanto, todas as partículas com massas inferiores ao elétron não têm carga elétrica e, portanto, a carga do elétron deve “desaparecer” durante qualquer processo de decaimento hipotético. Isso viola a “conservação de carga“, que é um princípio integrante do Modelo Padrão da Física de Partículas. Como resultado, o elétron é considerado uma partícula fundamental que nunca se deteriora. No entanto, o Modelo Padrão não explica adequadamente todos os aspectos da física, e, portanto, a descoberta de decomposição eletrônica pode ajudar os físicos a desenvolver um modelo novo e melhorado da natureza. Esta última busca por decomposição eletrônica foi realizada usando o detector Borexino, que é projetado principalmente para estudar neutrinos.

Borexino-descrição
Layout do detector Borexino e localização aproximada das fontes neutrinas e anti-neutrinas nas três fases: Fase A com uma fonte de neutrino 5151Cr em um poço pequeno logo abaixo do centro do detector; Fase B com uma fonte anti-neutrina 144144Ce-144144Pr situada logo abaixo da esfera inoxidável e dentro do tanque de água; Finalmente, Fase C, com uma fonte anti-neutrina 144144Ce-144144Pr localizada dentro do volume do cintilador.

Localizado no fundo de uma montanha no Laboratório Nacional Gran Sasso  para protegê-lo dos raios cósmicos e compreende 300 toneladas de um líquido orgânico que é focalizado por 2212 fotomultiplicadores. Chamados de caçadores de fótons, a equipe do Borexino se concentrou em um processo de decaimento hipotético específico no qual um elétron no líquido orgânico decai para um neutrino de elétrons e um fóton com energia de 256 keV (256000 eV (eletronvolts). Este fóton continua a interagir com elétrons no líquido para produzir um flash de luz distinto que é detectado pelos fotomultiplicadores. Os físicos verificaram todos os sinais fotomultiplicadores registrados de janeiro de 2012 a maio de 2013, procurando assinaturas de um fóton de 256 keV. Para fazer isso, eles primeiro tiveram que subtrair os sinais de uma série de processos não relacionados que ocorrem no detector e produzem quantidades similares de luz como um fóton de 256 keV. Estes incluem os decaimentos radioativos de vários isótopos de traço no detector, bem como a luz das colisões de neutrinos que o Borexino foi projetado para detectar. Depois de ter levado em consideração esses sinais de fundo, a equipe conseguiu afirmar que “não ocorreram decadências” de elétrons durante a corrida de 408 dias. O líquido orgânico do Borexino contém uma grande quantidade de elétrons (cerca de 10^32), e o fato de não ocorrer nenhuma decomposição de elétrons durante a pesquisa permitiu que a equipe estimasse um valor mínimo para a vida média do elétron. O tempo de vida mínimo estipulado foi de 6,6 × 10^28 anos, é mais de 100 vezes superior ao limite inferior anterior de 4,6 × 10^26 anos. Isso foi medido em 1998 pelo Borexino Counting Test Facility, que era um precursor da experiência atual. Canais invisíveis – Gianpaolo Bellini, é porta-voz da Borexino, disse à physicsworld, se o detector pudesse ser mais purificado para eliminar praticamente todas as radiações de fundo, a medida mínima de vida útil poderia ser aumentada para mais de 10^31 anos. Ele ressalta que o Borexino também poderia ser usado para procurar decadência no “canal invisível” pelo qual um elétron é convertido em três neutrinos, ou poderia mesmo procurar o “desaparecimento” de um elétron em dimensões extras. Victor Flambaum, da Universidade de Nova Gales do Sul, disse à physicsworld que as buscas pela violação de simetrias aparentes são muito importantes, porque mesmo uma pequena violação pode ter implicações profundas na nossa compreensão do universo. Flambaum, que não é membro da equipe do Borexino, ressalta que a descoberta experimental de que a simetria de paragem de carga (CP) é violada foi feita observando os decaimentos de kaons. A violação do CP desempenha um papel importante na nossa compreensão atual de por que há muito mais matéria do que antimatéria no universo. A pesquisa é descrita em Physical Review Letters. Sobre o autor: Hamish Johnston é editor de physicsworld.

Fonte: Physicsworld Wikipedia

Um grupo de cientistas do laboratório Icarus rejeita a medição de Neutrinos mais rápidos que a Luz

Laborátório ICARUS na caverna LNGS

Um segundo grupo de cientistas ligado ao mesmo laboratório onde foram detectados neutrinos “mais rápidos do que a luz” veio este fim-de-semana rejeitar as conclusões dos colegas, afirmando que estas partículas elementares não podem ter ultrapassado a barreira imposta pela Relatividade Geral de Einstein.

Investigadores do projecto ICARUS, do laboratório italiano Gran Sasso – o mesmo onde os físicos ligados ao projecto OPERA afirmam ter medido neutrinos viajando mais rápidos do que a luz – publicaram este sábado um artigo em que argumentam que as medições divulgadas não são possíveis.

Isto porque, afirmam os físicos do ICARUS, as partículas medidas no destino, na Itália, tinham exatamente a mesma energia das que partiram do acelerador de partículas LHC do laboratório CERN, na Suíça.

A argumentação vai no sentido de estudos recentes de cientistas norte-americanos, demonstrando que neutrinos que ultrapassassem, mesmo por uma pequena percentagem, a velocidade da luz teriam de perder energia.

Ora isto não se verificou nas partículas que, supostamente, foram detectadas no destino cerca de 60 nanossegundos antes da luz.

Pelo contrário, dizem os cientistas do ICARUS, a energia medida é exatamente a esperada para neutrinos à velocidade da luz, e não mais.

Fonte:Science Blog

Experimento detecta neutrinos viajando mais rápidos do que a luz

Um experimento científico realizado na Europa chamou a atenção de todos os cientístas de plantão e também da mídia mundial, foi divulgado que as partículas subatômicas chamadas “Neutrinos” viajam mais rápido do que a luz. Leia abaixo em detalhes uma compilação sobre o assunto.

Matéria da revista Science

Se for verdade, será a maior descoberta da física no último meio século: quase sem massa partículas “subatômicas chamadas neutrinos” parecem viajar mais rápido do que a luz, segundo relatórios divulgados por uma equipe de físicos Europeus do CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares). Se comprovado por pesquisas paralelas, a observação destruiria a teoria da relatividade especial de Einstein, que afirma que nada pode viajar mais rápido do que a luz.

Na verdade, o resultado seria tão revolucionário que é certeza de que seria recebido com ceticismo por todo o mundo. “Eu suspeito que a maior parte da comunidade científica não irá tomar isto como um resultado definitivo a menos que possa ser reproduzida por pelo menos um e, de preferência vários experimentos”, diz Alan V. Kostelecky, um teórico da Universidade de Indiana, em Bloomington. Ele acrescenta, porém, “Eu ficaria encantado se fosse verdade.”

Os dados vêm de um detector de partículas de 1.300 toneladas chamado (OPERA) “Aparelho de métricas de emulsão e rastreamente de oscilações”. Localizado no subterrâneo da Italiana “Gran Sasso National Laboratory”; OPERA detecta neutrinos que são lançados através da terra do fundo do laboratório CERN, perto de Genebra, na Suíça. Um chuveiro de partículas é lançado e apenas algumas são detectadas, possibilitando essa medição.

Por mais de 3 anos, pesquisadores do OPERA cronometraram cerca de 16 mil neutrinos que sairam do CERN ao detector. Eles descobriram que, em média, os neutrinos fazem o trajeto de 730 km, viajando em 2,43 milissegundos cerca de 60 nanossegundos mais rápido do que o esperado se estivessem viajando à velocidade da luz. “É uma medida de tempo de vôo direto”, diz Antonio Ereditato, um físico da Universidade de Berna e porta-voz membro-160 do OPERA. “Medimos a distância e medimos o tempo, e tomamos a razão para obter a velocidade, assim como você aprendeu a fazer na escola.” Ereditato diz que a incerteza na medição é de 10 nanosegundos.

No entanto, mesmo Ereditato diz que é muito cedo para declarar um erro na teoria da relatividade . “Eu nunca diria isso”, diz ele. Em vez disso, pesquisadores OPERA estão simplesmente apresentando um resultado curioso que eles não podem explicar e pedindo à comunidade para fiscalizar isso. “Somos forçados a dizer algo”, segundo ele. “Nós não poderíamos varrê-lo para debaixo do tapete porque isso seria desonesto.” Os resultados serão apresentados em um seminário amanhã no CERN.

A grande questão é se os pesquisadores descobriram no OPERA os neutrinos viajando mais rápido que a luz, ou se eles foram enganados por um “erro sistemático” não identificado em seu experimento. Chang Jung Kee, um físico que estuda o neutrino, em Stony Brook University, em Nova York, diz que ele aposta que o resultado é o produto de um erro sistemático. “Eu não apostaria minha esposa e filhos, porque ia ficar louco”, diz ele. “Mas eu apostaria minha casa.”

Jung, que é porta-voz de uma experiência semelhante no Japão chamado T2K, diz que a parte difícil é medir com precisão o tempo entre quando os neutrinos nascem por baterem em uma explosão de prótons em um alvo sólido e quando eles realmente chegam ao detector. Que o tempo depende do sistema de posicionamento global, e as medidas GPS podem ter incertezas de dezenas de nanossegundos. “Eu estaria muito interessado em como eles têm uma incerteza 10 nanossegundos, porque a partir da sistemática de GPS e a eletrônica, eu acho que é um número muito difícil de obter.”

Nenhuma medição anterior exclui, evidentemente o resultado, diz Kostelecky, que passou 25 anos desenvolvendo uma teoria, chamada de modelo padrão de extensão, que é responsável por todos os tipos possíveis de violações da relatividade especial no contexto da física de partículas. “Se você tivesse me dito que havia uma reivindicação de mais rápida que a luz de elétrons, eu seria muito mais cético”, diz ele. As possibilidades de neutrinos são menos constrangedoras pelas medições anteriores, diz ele.

Ainda assim, Kostelecky repete o velho ditado: Afirmações extraordinárias exigem provas extraordinárias. Mesmo Ereditato, diz que uma medição não faz provas extraordinárias.

Super-Kamiokande o maior detector de Neutrinos já construído

Técnicos reparando células PMTs do Super Kamiokande no Japão

O experimento Super-Kamiokande localizado em uma montanha do Japão, faz a observação de neutrinos usando um tanque de água enorme, contendo 50.000 toneladas de água e cerca de 13.000 esferas detectoras (PMTs).

Neutrinos não têm carga elétrica e passam através da matéria, por essa razão, é muito difícil detectá-los. No entanto, ocasionalmente, um neutrino interage com a matéria e uma partícula carregada é gerada. A partícula carregada pode ser detectada. As 50.000 toneladas de água do Detector Kamiokande, funciona como um grande alvo e pode aumentar o número de interação entre neutrinos e núcleos ou elétrons.

Explicação do efeito chamado de Luz Cherenkov

A luz Cherenkov é emitida em forma de cone na direção de uma partícula carregada. Os tubos foto-multiplicadores (PMTs) da parede do tanque detectam a luz Cherenkov. As PMTs têm informação da quantidade de luz detectada e do momento da detecção, da energia em direção ao ponto de interação e do tipo de partícula carregada.

Cone de Luz Cherenkov detectado pelas PMTs

A imagem acima é a exibição do evento de um neutrino múon detectado pelo Super-Kamiokande. Os pontos coloridos indicam a quantidade de luz detectada por cada PMT. O anel de Cherenkov emitido por muons é mostrado.

Montanha como guardachuva

A montanha onde o detector foi construído funciona como um enorme guarda-chuva de partículas

Um raio cósmico primário (principalmente prótons) é continuamente derramado sobre a terra. Quando um raio cósmico interage com a atmosfera da terra: muons, elétrons e neutrinos (chamados raios cósmicos secundários) são gerados. Muitos muons perdem a sua energia e param no chão. Por outro lado, os neutrinos não param porque eles raramente interagem com a matéria.

A montanha acima do detector desempenha o papel de um guarda-chuva e protege o experimento dos raios cósmicos e muons, que se tornam o fundo de observação do neutrino. A rocha de 1000m é densa e reduz os raios cósmicos e muons a 1/100.000 na superfície do solo.

Fonte:Revista Science

Fonte:Detector Super-Kamiokande