QUaD

Experimento QUaD: os cosmologistas descobrem mais evidências para a Matéria Escura!

Os pesquisadores do QUaD usaram o telescópio de 2,6 metros mostrado aqui para ver a temperatura e polarização do fundo de microondas cósmico, uma tênue relíquia brilhante do denso e quente universo jovem. Crédito da imagem: Nicolle Rager Fuller, NSF

Um grupo de pesquisadores usando como base as medidas da radiação de fundo de microondas cósmico (uma tênue relíquia brilhante do denso e quente Universo jovem) diz que seus resultados proporcionam um apoio ao modelo cosmológico do Universo, uma previsão de que a matéria escura e a energia escura formam cerca de 95% de tudo o que existe, enquanto que a matéria convencional constitui apenas 5% do todo.

Conforme publicaram na revista The Astrophysical Journal, os pesquisadores deste projeto utilizaram o telescópio QUaD e publicaram mapas detalhados da radiação de fundo de microondas cósmico (CMB). Os cientistas centraram suas medidas nas variações de temperatura da CMB e a polarização para conhecer a distribuição de matéria nos primórdios do Universo.

Polarização é a direção na qual viajam as vibrações procedentes de todos os raios de luz. As vibrações ficam em ângulo reto com respeito à direção do trajeto do raio luminoso.

A luz do Universo jovem não estava polarizada inicialmente, mas se polarizou quando se chocou com a matéria em movimento no início do Cosmos. As sobras da luz primordial do Big Bang, a radiação de microondas de fundo, esfriaram para apenas 2,7º C acima do zero absoluto, -273,15º C, mas ainda retém a mesma polarização que apresentava no início do Universo, há 13,7 bilhões de anos, quando o Cosmos se esfriou o suficiente par tornar-se transparente para a luz.

Criando mapas desta polarização, a equipe do QUaD foi capaz de investigar não só onde existia esta matéria, como também como a matéria se movia. Os resultados se encaixam muito bem com a temperatura e polarização previstas pela existência de energia e matéria escura no modelo cosmológico padrão.

O time deste estudo foi liderada conjuntamente pelo Professor Walter Gear, Diretor da Escola de Física e Astronomia na Universidade de Cardiff e pela Professora Sarah Church do Instituto Kavli de Astrofísica de Partículas e Cosmologia (KIPAC), situadas em dois locais: o Laboratório do Acelerador Nacional SLAC do Departamento de Energia e a Universidade de Stanford.

Gear disse:

Estudar a radiação do CMB nos tem dado uma imagem extremadamente precisa do Universo quando tinha apenas cerca de 400.000 anos de idade. Quando começamos a trabalhar neste projeto a polarização do CMB nem sequer havia sido detectada e pensamos que poderíamos ser capazes de encontrar algo incorreto nesta teoria. O fato de que estes dados se alinhem com a teoria cosmológica de forma tão maravilhosa sob tantas formas é até mais surpreendente. Isto reforça a visão de que os pesquisadores estão no bom caminho e que têm que aprender mais sobre a estranha natureza da energia escura e a matéria escura se querem compreender completamente o funcionamento do Universo.

Michael Brown, do Instituto Kavli de Cosmologia na Universidade de Cambridge e autor principal do novo estudo adicionou:

Com estas novas medidas do QUaD, temos comprovado ainda mais nosso modelo cosmológico do Universo. Tranquilamente, o modelo cosmológico passou esta prova notavelmente bem.

O artigo original foi assinado por Brown et al. e tem o título “Improved Measurements of the Temperature and Polarization of the Cosmic Microwave Background from QUaD”, Astrophysical Journal 705 (Novembro, 2009), pp. 978-999 (abstract)

Foto do telescópio QUaD dentro de seu escudo de aterramento. O QUaD consiste de um sistema ótico Cassegrain integrado a base DASI e cercado por um escudo protetor que limita a contaminação do sinal a partir do chão polar embaixo, que irradia na temperatura de 200° Kelvin. O espelho secundário fica suspenso por um cone branco que é transparente para as frequências de radiação de microondas.

O que é o experimento QUaD?

QUaD, um acrônimo para ‘QUEST at DASI’, é um experimento de medição da polarização da radiação de microondas de fundo cósmica (CMB), localizado no Polo Sul.

QUEST (Q and U Extragalactic Sub-mm Telescope) foi o nome original atribuído ao detector bolométrico (instrumento utilizado na medição de radiação eletromagnética incidente, inventado em 1878 pelo astrônomo Samuel Pierpoint Langley).

DASI é um famoso experimento de interferometria que foi o primeiro a detectar a polarização da CMB.

O experimento QUaD utiliza a infra-estrutura mecânica existente no equipamento DASI mas substitui o interferômetro do DASI por um detector bolométrico posicionado no ponto focal de um sistema ótico Cassegrain.

Fontes e referências

1. Centauri Dreams: Dark Matter: Results and Further Planning
2. Scientific Blogging: Cosmologists Say They Have Support for Dark Matter
3. Ciência Kanija: Os cosmologistas dizem que têm apoio para a matéria escura
4. Universe Today: New CMB Measurements Support Standard Model por Nicholos Wethington
5. Science Daily: Dark Matter And Dark Energy Make Up 95 Percent Of Universe, Detailed Measurements Reveal

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