CERN recria o nascimento de cascatas de partículas cósmicas

Físicos do CERN recriaram em laboratório os primeiros instantes de cascatas de partículas cósmicas, fornecendo novos dados para testar a forma como os cientistas interpretam as partículas que chegam do espaço.

Os raios cósmicos são núcleos atómicos que se deslocam a grande velocidade. Quando atingem átomos nas camadas altas da atmosfera terrestre, desencadeiam cascatas de outras partículas. Os investigadores utilizam simulações informáticas para reconstruir, a partir dessas cascatas, o raio cósmico original, mas modelos diferentes dão respostas diferentes.

Para pôr esses modelos à prova, uma equipa internacional utilizou o Grande Colisor de Hadrões para fazer colidir feixes de protões com feixes de oxigénio pela primeira vez, em julho de 2025. Os protões representaram os raios cósmicos incidentes, enquanto o oxigénio representou um componente da atmosfera.

O detetor ATLAS registou as cascatas de partículas resultantes. Medindo o seu número, energias e direções, a equipa produziu retratos detalhados do início de uma cascata. Os resultados, publicados na Physical Review Letters, mostraram que os modelos existentes não descreviam com precisão estas interações.

Os novos dados deverão ajudar os investigadores a distinguir os raios cósmicos constituídos por hidrogénio dos constituídos por elementos mais pesados. Isso poderá oferecer pistas sobre as suas origens e ajudar os cientistas a investigar alguns dos ambientes mais extremos do Universo.