STEVEN SAFFI /PIERRE-AUGER-KOLLABORATION
MADRID, 18 mar. (EUROPA PRESS) -
O uso da Inteligência Artificial (IA) possibilitou o reconhecimento da massa das partículas mais energéticas da radiação cósmica que atingem a Terra.
"Geralmente não são prótons, mas núcleos significativamente mais pesados, como átomos de nitrogênio ou ferro", diz o Dr. Jonas Glombitza, do Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) da Friedrich-Alexander University Erlangen-Nuremberg (FAU). A descoberta, publicada na Physical Review Letters, foi confirmada por observações telescópicas.
A radiação cósmica de energia ultra-alta provavelmente vem de galáxias além da Via Láctea. Ela é composta de núcleos atômicos com uma carga de 10 elevado a 18 a 10 elevado a 20 elétron-volts, o que os torna as partículas mais energéticas da natureza. Ao entrar na atmosfera da Terra, essas partículas primárias interagem e liberam uma chuva de ar, uma cascata de inúmeras partículas menores, como elétrons, pósitrons, fótons e múons. Algumas são absorvidas pela atmosfera, enquanto outras atingem a superfície da Terra em um raio de vários quilômetros quadrados.
OBSERVATÓRIO PIERRE AUGER
Durante a interação entre a cascata de partículas e as moléculas de nitrogênio na atmosfera, é produzida luz fluorescente, que pode ser medida com telescópios especializados, como o Observatório Pierre Auger, a maior instalação do mundo para pesquisa de radiação cósmica. "As medições lá são realizadas há 15 anos", diz Glombitza.
De acordo com nosso conhecimento sobre a formação de átomos, as partículas primárias da radiação cósmica de energia ultra-alta podem ser compostas de todos os elementos, do hidrogênio ao ferro. Devido à sua grande massa, um átomo de ferro pode gerar uma cascata de partículas muito mais complexa quando entra na atmosfera da Terra do que um único próton.
O maior número de partículas na chuva, que produz a luz mais fluorescente, aparece, portanto, a uma distância maior da superfície da Terra. Em contrapartida, uma partícula primária de menor massa pode penetrar muito mais profundamente na atmosfera antes que sua chuva de partículas atinja o máximo de luz.
A análise da luz fluorescente máxima fornece boas pistas sobre a massa da partícula primária. No entanto, os telescópios operam somente em noites claras e sem lua, portanto, há muito menos dados disponíveis para avaliação estatística do que os detectores de superfície, que operam 24 horas por dia. Entretanto, até o momento, não foi possível reconstruir a luz máxima da chuva de partículas a partir dos complexos padrões de distribuição dos detectores de superfície.
SEM A IA, TERIA LEVADO 150 ANOS
Essa tarefa agora é realizada pela IA. Ela foi treinada para reconstruir inúmeros chuveiros de partículas simulados, nos quais o padrão de distribuição de partículas agora permite que a massa da partícula primária seja determinada. Posteriormente, os modelos são calibrados com observações reais de telescópio.
Assim, os dados do detector de superfície de 60.000 chuvas de partículas podem ser usados para a estimativa de massa.
"Para obter os mesmos resultados sem IA, teríamos que observar com telescópios por 150 anos. Esse é o avanço que alcancei", diz Glombitza.
Esta notícia foi traduzida por um tradutor automático