Ondas gravitacionais ao toque de um sensor do tamanho de uma moeda

Ondas gravitacionais

Ondas gravitacionais são captadas por sensores minúsculos, resta identificar o que eles já foram capazes de detectar

Por meio de um sensor minúsculo, do tamanho de uma moeda, é possível detectar alguns dos eventos cósmicos mais antigos previstos pelas teorias. Após 153 dias de operação, o sensor captou dois eventos que podem ser ondas gravitacionais de alta frequência. Provavelmente elas foram produzidas por buracos negros primordiais e nuvens de partículas de matéria escura. Ambos os eventos podem ter ocorrido nos primórdios do Universo.

Ondas gravitacionais – tamanho

Porém, o que impressiona é o tamanho do detecto. Isso porque em comparação aos detectores dos laboratórios LIGO (EUA) e Virgo (Itália), com centenas de metros, ambos ocupam grandes laboratórios.

Por outro lado, os grandes detectores são sensíveis a ondas gravitacionais de baixa frequência. Eles são gerados por dois buracos negros se fundindo ou por uma estrela sendo engolida por um buraco negro, eles são mais “tardios”.

Microssensores

Agora, sobre o novo detector, do tamanho de uma moeda, foi elaborado para captar ondas gravitacionais de alta frequência, a partir do uso de um ressonador de ondas acústicas em um cristal de quartzo.

O dispositivo conta ainda com um disco de cristal de quartzo que vibra em altas frequências, de acordo com as ondas acústicas, que viajam por meio de sua espessura. Tais ondas induzem cargas elétricas por meio do sensor, que são detectadas por placas condutoras nas superfícies externas do disco.

Em seguida, o detector é conectado a um sensor quântico conhecido como SQUID (sigla em inglês para dispositivo de interferência quântica supercondutor), que funciona como um amplificador extremamente sensível para o sinal de baixa tensão do ressonador de onda acústica de quartzo.

Dessa forma, o conjunto foi inserido no interior de vários escudos antirradiação. O intuito foi protegê-lo de campos eletromagnéticos do ambiente, e resfriado a uma temperatura próxima do zero absoluto. Tudo isso possibilita que vibrações acústicas de baixa energia do cristal de quartzo fossem detectadas como grandes tensões.

Outras motivações

Durante os 153 dias de operação, o detector captou dois eventos, e a equipe quer trabalhar agora na confirmação desses sinais.

Segundo professor William Campbell, da Universidade Ocidental da Austrália:

“O desenvolvimento desta tecnologia pode potencialmente fornecer a primeira detecção de ondas gravitacionais nessas altas frequências, dando-nos uma nova visão nesta área da astronomia de ondas gravitacionais.”

Por fim, ainda há explicações para os dois sinais, que incluem a presença não prevista de partículas de carga (elétrons) no sensor, algum eventual aumento de estresse mecânico, um meteoro, um processo atômico interno ou mesmo candidatos a átomos de matéria escura de massa muito alta interagindo com o detector.

*Foto: Reprodução/EQUS

Ondas gravitacionais são captadas por sensores minúsculos, resta identificar o que eles já foram capazes de detectar

Por meio de um sensor minúsculo, do tamanho de uma moeda, é possível detectar alguns dos eventos cósmicos mais antigos previstos pelas teorias. Após 153 dias de operação, o sensor captou dois eventos que podem ser ondas gravitacionais de alta frequência. Provavelmente elas foram produzidas por buracos negros primordiais e nuvens de partículas de matéria escura. Ambos os eventos podem ter ocorrido nos primórdios do Universo.

Ondas gravitacionais – tamanho

Porém, o que impressiona é o tamanho do detecto. Isso porque em comparação aos detectores dos laboratórios LIGO (EUA) e Virgo (Itália), com centenas de metros, ambos ocupam grandes laboratórios.

Por outro lado, os grandes detectores são sensíveis a ondas gravitacionais de baixa frequência. Eles são gerados por dois buracos negros se fundindo ou por uma estrela sendo engolida por um buraco negro, eles são mais “tardios”.

Microssensores

Agora, sobre o novo detector, do tamanho de uma moeda, foi elaborado para captar ondas gravitacionais de alta frequência, a partir do uso de um ressonador de ondas acústicas em um cristal de quartzo.

O dispositivo conta ainda com um disco de cristal de quartzo que vibra em altas frequências, de acordo com as ondas acústicas, que viajam por meio de sua espessura. Tais ondas induzem cargas elétricas por meio do sensor, que são detectadas por placas condutoras nas superfícies externas do disco.

Em seguida, o detector é conectado a um sensor quântico conhecido como SQUID (sigla em inglês para dispositivo de interferência quântica supercondutor), que funciona como um amplificador extremamente sensível para o sinal de baixa tensão do ressonador de onda acústica de quartzo.

Dessa forma, o conjunto foi inserido no interior de vários escudos antirradiação. O intuito foi protegê-lo de campos eletromagnéticos do ambiente, e resfriado a uma temperatura próxima do zero absoluto. Tudo isso possibilita que vibrações acústicas de baixa energia do cristal de quartzo fossem detectadas como grandes tensões.

Outras motivações

Durante os 153 dias de operação, o detector captou dois eventos, e a equipe quer trabalhar agora na confirmação desses sinais.

Segundo professor William Campbell, da Universidade Ocidental da Austrália:

“O desenvolvimento desta tecnologia pode potencialmente fornecer a primeira detecção de ondas gravitacionais nessas altas frequências, dando-nos uma nova visão nesta área da astronomia de ondas gravitacionais.”

Por fim, ainda há explicações para os dois sinais, que incluem a presença não prevista de partículas de carga (elétrons) no sensor, algum eventual aumento de estresse mecânico, um meteoro, um processo atômico interno ou mesmo candidatos a átomos de matéria escura de massa muito alta interagindo com o detector.

*Foto: Reprodução/EQUS

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