Físico do CBPF é vice-spokesperson do SWGO

Antes da nomeação para a nova posição de coliderança, Almeida atuava, desde 2019, como coordenador científico da colaboração. O pesquisador, que trabalha com astrofísica desde 2011 – ano de seu doutorado pela Universidade de Durham (Inglaterra) –, participa ainda de outra colaboração internacional da área, o CTA (sigla, em inglês, para Rede de Telescópios Cherenkov), no qual atua como coordenador multibanda.

"É entusiasmante participar da liderança de um projeto como o SWGO. Algumas das ideias que hoje deram origem a esse experimento foram gestadas entre 2015 e 2018 aqui no CBPF, numa colaboração entre pesquisadores de Lisboa, Pádua, Rio de Janeiro e Roma. Esse projeto-piloto era chamado Lattes, em homenagem a César Lattes, um dos pioneiros da física no Brasil, fundador do CBPF e cientista internacionalmente reconhecido pela descoberta do píon, partícula subatômica. O projeto está, portanto, no coração da melhor tradição científica brasileira”, destaca Almeida.

Almeida, vice-spokesperson da colaboração SWGO

(Crédito: arquivo pessoal)

A colaboração

A Colaboração SWGO – composta por cerca de 200 cientistas, de 50 instituições de pesquisa, de 12 países – foi fundada em julho de 2019, para planejar a construção de um novo observatório de raios gama no hemisfério Sul.

O Brasil é um dos países fundadores da colaboração, junto com Alemanha, Argentina, EUA, Itália, México, Portugal, Reino Unido e República Tcheca. No Brasil, temos também a colaboração do Instituto de Física da Universidade de São Paulo em São Carlos.

Ainda no CBPF, o pesquisador Arthur Marques Moraes é um dos responsáveis pelo Comitê de Seleção do Sítio do SWGO, e o diretor da instituição, Ronald Shellard, serve como coinvestigador principal do Brasil no projeto. A colaboração pretende concluir a fase inicial de pesquisa e desenvolvimento (P&D) até o fim do ano que vem, quando, então, deverá ter início a construção do observatório.

Pioneiro no Sul

O novo observatório, que deverá ser instalado nos Andes, a uma altitude de pelo menos 4,4 Km, será usado para detectar os raios gama de mais alta energia do universo, até um trilhão de vezes mais energéticos do que a luz visível.

Desse modo, o observatório estudará os fenômenos astrofísicos mais extremos e procurará responder a perguntas fundamentais: a origem dos raios cósmicos; a natureza da matéria escura, responsável por cerca de 25% do conteúdo do universo; investigar possíveis desvios na teoria da relatividade do físico de origem alemã Albert Einstein (1879-1955).

Por estar no hemisfério Sul – será o único observatório desse tipo abaixo da linha do Equador –, o SWGO terá acesso direto às mais interessantes regiões da Via Láctea, nossa galáxia – em particular, o chamado centro galáctico, onde está alojado um buraco negro, corpo que devora matéria e luz, com massa equivalente a 4 milhões de massas solares.

O amplo campo de visão e sua altitude farão do SWGO um observatório ideal para o estudo de fenômenos transientes, como as explosões de raios gama resultantes do colapso de estrelas de nêutrons e associadas à emissão de ondas gravitacionais.

Nesse sentido, o SWGO será um instrumento único, preenchendo um nicho ainda não ocupado na rede mundial de observatórios astronômicos de altas energias e atuando como importante complemento do CTA.

Nova geração

Em 2019, foram celebrados 30 anos da primeira observação de uma fonte de raios gama de altas energias (a nebulosa do Caranguejo), detectada pelo Telescópio Whipple, no Monte Hopkins, no estado do Arizona (EUA).

Três décadas depois desse marco inaugural, a nova geração de observatórios – a qual inclui o SWGO – representa uma nova era para a astrofísica de partículas. “De fato, o observatório terá capacidades únicas que irão nos permitir estudar o cosmo de maneira nunca antes feita”, ressaltou Almeida.

Primeira reunião dos membros da Colaboração SWGO, na Itália, em 2019
(Crédito: site SWGO)

Apesar de ainda estar em fase de planejamento, já se sabe que o detector usará uma técnica observacional parecida com a de experimentos precursores do hemisfério Norte, como HAWC (México) e Lhaaso (China).

O SWGO empregará reservatórios de água purificada contendo detectores ópticos ultrassensíveis. O objetivo é captar a chamada luz Cherenkov – emitida quando uma partícula viaja com velocidade maior que a da luz em um meio (água, ar etc.) – e analisar os ‘chuveiros’ de partículas produzidos pela colisão de raios gama contra moléculas da atmosfera terrestre – o que permite obter, de maneira indireta, uma imagem do céu em raios gama.

O experimento procurará inovar na tecnologia de modo a melhorar a sensibilidade dos instrumentos e, assim, reduzir o limiar de energia de detecção da radiação gama.

“Os próximos dois anos da fase de P&D do projeto serão fundamentais para o sucesso do SWGO, porque, neste período, definiremos detalhadamente os objetivos científicos do experimento, concluiremos o projeto do detector e escolheremos o sítio onde o futuro observatório será instalado. Participar da liderança e coordenação do projeto, interagindo de perto com as equipes internacionais do experimento, é responsabilidade das mais importantes e grande honra. E, de certo modo, também tributo à tradição científica do CBPF, onde foram plantadas algumas das sementes iniciais deste e de tantos outros projetos da área”, disse Almeida.

Mais informações:

SWGO (em inglês): www.swgo.org