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A moda agora é visão de múons!

dezembro 7, 2014

Um super poder existente em alguns de nós super heróis é a famosa visão de raios-X. Mas esse poder é meio inútil, na verdade. Ao contrário do que muita gente pensa, com a visão ativada vemos tudo escuro, exceto em salas de radiologia durante exames. Alguns poucos super heróis com esse dom extremamente poderoso consegue ver alguns pontinhos luminosos no céu noturno vindo de outras galáxias e um brilho vindo do centro da nossa galáxia (os que conseguem sair da nossa atmosfera enxergam isso bem melhor, já que a atmosfera bloqueia boa parte dos raios-X de fontes astronômicas). Isso porque para se enxergar alguma coisa precisamos ter alguma fonte emitindo o que você quer enxergar. Humanos sem poderes que só enxergam luz visível precisam que a luz seja primeiro produzida pelo Sol, lâmpadas, fogo ou vagalumes, reflita em algum objeto e então atinja seu olho. Quando a luz atinge cada célula do seu olho faz com que o cérebro interprete as cores e reconstrua o que existe ao redor. Uma visão de raios-X, por sua vez, depende de algo produzindo raios X. Essas coisas são raras na Terra e raras no céu. Enxergar raios-X, como eu disse, é bem inútil.

Mas um outro super poder é muito mais útil e poderoso: A visão de múons. Múons são partículas bem parecidas com os elétrons, só que 200 vezes mais pesadas. Além disso, ao contrário de raios-X que só são produzidas por pouquíssimas fontes, múons são produzidos o tempo todo na atmosfera da Terra. Constantemente nosso planeta recebe partículas cheias de energia vindas do espaço. Essas partículas quando entram em contato com a atmosfera acabam produzindo um bocado de outras partículas, entre elas múons.  Um super herói com visão de múons quando olha para o céu (ou um humano comum com um detector de múons quando aponta o detector para o céu) vê pequenos flashes o tempo todo vindos de todas as direções.

A utilidade desse poder (ou de se possuir um detector de múons) não é exatamente ao se olhar para o céu. Pelo fato de múons serem pesados e chegarem aqui com grande velocidade, eles costumam atravessar boa parte dos objetos, sendo pouco desviados. No entanto, eles SÃO desviados. Isso faz com que se um objeto estiver entre quem observa e a origem dos múons, o observador vê uma espécie de “sombra”. Objetos maiores e mais densos provocam “sombras” maiores. Assim, possuir visão de múons pode, como alguns humanos comuns também já perceberam, ajudar a identificar a estrutura interna de coisas bem grandes, como montanhas. Quanto maior o tamanho e a densidade do objeto, mais múons são desviados, e maior a “sombra” observada. De maneira bem parecida com o que acontece numa radiografia com raios-X usual. Mas ao contrário da radiografia, onde precisamos colocar um equipamento tecnológico para produzir essa radiação, a nossa fonte de múons está em todo lugar!

Sabendo disso, podemos tentar por exemplo detectar o crescimento de bolsões de lava em vulcões com risco de erupção[1], podendo quem sabe antecipar e evitar um desastre. Podemos também detectar estrutura interna de usinas nucleares[2] ou mesmo de veículos e recipientes que possam estar carregando elementos químicos pesados (radiativos?)[3]. Claro que para aqueles de nós super heróis que possuem esse dom (e ocultaram muito bem durante muito tempo) nada disso é novidade. Mas para os humanos comuns é, e as aplicações tecnológicas estão só agora surgindo. Deram até um nome legal: tomografia de múons ou radiografia de múons.

Múons podem ser usados para detectar a estrutura interna de diferentes objetos, incluindo vulcões. Fonte: [4]

Múons podem ser usados para detectar a estrutura interna de diferentes objetos, incluindo vulcões. Fonte: [4]

Da próxima vez que alguém te perguntar para que serve aprender sobre esse monte de partículas, para quê investir tanta grana em aceleradores, ainda que a motivação principal seja simplesmente saciar a nossa curiosidade e iluminar um pouquinho mais a nossa cabecinha ignorante, lembre-se também das aplicações tecnológicas, muitas delas que estão só agora surgindo. Espero ainda, de coração, que as aplicações pacíficas sobreponham e muito as aplicações bélicas dessas tecnologias. De que adianta aprendermos tanto, se esse aprendizado seja para nossa própria destruição? Talvez por ingenuidade, sou otimista com o futuro. E prefiro continuar sendo.

Referências:
ResearchBlogging.org [1] http://www.symmetrymagazine.org/article/december-2014/muon-versus-the-volcano
[2]Anthony Clarkson, David J. Hamilton, Matthias Hoek, David G. Ireland, John R. Johnstone, Ralf Kaiser, Tibor Keri, Scott Lumsden, David F. Mahon, Bryan McKinnon, Morgan Murray, Siân Nutbeam-Tuffs, Craig Shearer, Guangliang Yang, & Colin Zimmerman (2014). Characterising encapsulated nuclear waste using cosmic-ray muon tomography arXiv arXiv: 1410.7192v1
[3]H. Fujii, K. Hara, S. Hashimoto, F. Ito, H. Kakuno, S. H. Kim, M. Kochiyama, K. Nagamine, A. Suzuki, Y. Takada, Y. Takahashi, F. Takasaki, & S. Yamashita (2013). Performance of a Remotely Located Muon Radiography System to Identify the Inner Structure of a Nuclear Plant arXiv arXiv: 1305.3423v1
[4]TANAKA, H., NAKANO, T., TAKAHASHI, S., YOSHIDA, J., TAKEO, M., OIKAWA, J., OHMINATO, T., AOKI, Y., KOYAMA, E., & TSUJI, H. (2007). High resolution imaging in the inhomogeneous crust with cosmic-ray muon radiography: The density structure below the volcanic crater floor of Mt. Asama, Japan Earth and Planetary Science Letters, 263 (1-2), 104-113 DOI: 10.1016/j.epsl.2007.09.001
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One Comment leave one →
  1. rmtakata permalink
    dezembro 23, 2014 9:25 pm

    Desculpe invadir o blogue de vocês. Queria convidá-los a cadastrarem seu blogue para uma ação da SNCT 2015 – que terá como tema a Luz.

    http://genereporter.blogspot.com.br/2014/12/tem-um-blogue-de-ciencias-cadastre-o.html
    ————–

    Ótimas festas a todos.

    []s,

    Roberto Takata

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