Imprensa e a ciência básica

O Brasil está, desde 1995, participando de um importante projeto internacional que pretende resolver um dos maiores problemas teóricos da Astrofísica atual, a origem dos raios cósmicos ultra-energéticos [veja nota abaixo]. O Projeto Pierre Auger envolve 19 países e montará, até 2003, um enorme observatório destinado ao estudo dos raios cósmicos de energia extremamente alta.

A participação brasileira, orçada em 3,5 milhões de dólares, foi oficializada numa cerimônia ocorrida no último dia 19, no Instituto de Física da Unicamp, durante o XI Simpósio Internacional de Interações de Raios Cósmicos (17-21 de julho), um encontro internacional que reuniu 80 físicos de todo o mundo. O projeto total está orçado em 80 milhões de dólares.

Até agora, a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) entrou com 1 milhão de dólares e o Programa de Núcleos de Excelência (Pronex), do Ministério da Ciência e Tecnologia, com 340 mil dólares. Trata-se da conquista de mais um nicho na pesquisa básica de ponta, onde temos tido tanto sucesso em áreas como a engenharia genética. O leitor não-especializado, porém, não teve condições suficientes de compreender a importância da contribuição nacional a partir da divulgação na imprensa. Nem tampouco de compreender plenamente o significado da pesquisa para a ciência e para o Brasil.

Algumas falhas envolvendo cifras devem ser apontadas. O jornal O Estado de S.Paulo (20/7/00), por exemplo, misturou dólares com reais na hora de apresentar os orçamentos (o orçamento total brasileiro é 3,5 milhões de dólares e não de reais). A avaliação do Jornal do Brasil (19/07/00) sobre a energia dos raios cósmicos ultra-energéticos é completamente irreal. O texto diz que as partículas mais energéticas têm energia semelhante à energia cinética de uma bola de tênis deslocando-se a 200 km/h. A energia das partículas é de fato assustadora, mas não a esse extremo: a partícula mais energética já encontrada foi detectada em 1991, no observatório de Fly?s Eye, no Estado norte-americano de Utah, e tinha energia cinética próxima à de um corpo de 200 gramas após uma queda de um metro.

Para esclarecer sobre o Projeto Pierre Auger e a participação do Brasil, o Observatório da Imprensa entrevistou separadamente o idealizador do projeto, o norte-americano James W. Cronin, da Universidade de Chicago, prêmio Nobel de Física em 1980, e o coordenador da participação brasileira no empreendimento, o professor de Física da Unicamp Carlos Ourives Escobar.

Cronin contou que o propósito do observatório Pierre Auger é resolver de uma vez por todas um paradoxo até agora inexplicado: a existência, nos raios cósmicos que atingem a Terra vindos do espaço, de partículas contendo energia maior do que o limite imposto pelas teorias existentes, chamadas genericamente zévatrons [ver abaixo]. Essa informação, crucial para se compreender o significado do projeto para a ciência, faltou na divulgação pela imprensa. Os zévatrons são extremamente raros e o observatório pretende contornar essa dificuldade dispondo detectores de raios cósmicos sobre uma área total de 3 mil quilômetros quadrados.

A imprensa quase não comentou sobre a importância para o Brasil de participar do empreendimento. Trata-se da mais pura pesquisa básica e estamos investindo alguns milhões nisso. Que retorno recebe o país com uma participação em observações de raios cósmicos?

Uma das respostas está em uma cláusula do projeto, introduzida pelo próprio Carlos Escobar, que obriga que 80% da contribuição de um país reverta no beneficiamento do próprio país. Assim, a indústria brasileira fabricará 800 tanques de detectores Cerenkov, por intermédio da empresa paulista Alpina Termoplásticos. No caso desses tanques, "a demanda na industria não é de alta tecnologia, mas de alta qualidade", diz Escobar. O Brasil ainda vai contribuir com componentes dos detectores de fluorescência, que ainda estão sendo concebidos "no papel".

Além disso, a infra-estrutura e os dados coletados pelo observatório estarão disponíveis a outros cientistas para possíveis aplicações em outras áreas. Cronin cita como exemplos as áreas da micro-sismologia, da meteorologia e observações astronômicas. Participando do projeto, o Brasil já terá conhecimento sobre os resultados e know-how sobre alguns aparelhos, o que facilitará um possível usufruto. "Estamos planejando fazer um workshop sobre aplicações em outros campos da Física", contou o norte-americano.

Cronin considera fundamental que os países invistam em pesquisa básica. Escobar, por sua vez, lembra que "nenhum país se deu mal por ter conhecimento; pelo contrário, conhecemos países que se deram mal por não conhecer". E continua: "foi-nos apresentado um dilema cruel e falso, qual seja, de que nós, países subdesenvolvidos ou em desenvolvimento, somos obrigados a optar ou por ciência ou por tecnologia. Isso é um erro, esse dilema não existe. As duas coisas sempre avançaram juntas."

Cronin considera que houve uma boa divulgação do Projeto Pierre Auger nos últimos anos, com a publicação de dois grossos livros, jornais e artigos de revistas norte-americanas, alemãs etc., incluindo a Ciência Hoje, revista brasileira. A conseqüência natural da participação brasileira poderá levar a um saudável e merecido aumento da presença de nossos cientistas nas publicações de divulgação científica internacionais.

Segundo o relato de Escobar, a participação do Brasil no Projeto Pierre Auger surgiu a partir de uma reunião na Associação de Física da Argentina, em Bariloche, em setembro de 1995. Participaram Carlos Escobar e os físicos Armando Turtelli (Unicamp) e Ronaldo Shellard (UFRJ), bem como o próprio James Cronin. A entrada do Brasil no projeto deu-se em uma reunião na Unesco, em novembro do mesmo ano, onde foi proposta uma contribuição de 10 milhões de dólares, depois bancado pela Finep. A crise financeira brasileira dos fins dos anos 90 tirou a Finep da jogada e reduziu a contribuição nacional a 3,5 milhões de dólares.

Os raios cósmicos são constituídos de partículas subatômicas que viajam pelo espaço em alta velocidade, atingindo a Terra constantemente. A energia dos raios cósmicos costuma ser medida em gigaelétron-volts (GeV), ou seja, bilhões de elétron-volts (eV). O elétron-volt é a unidade de medida de energia preferida na Física Atômica e na Física das Partículas. Para se retirar um elétron de um átomo de hidrogênio, por exemplo, são necessários 13,6 eV.

Há um limite superior teórico para as energias dos raios cósmicos. Se a velocidade das partículas for muito grande, elas se chocam com os fótons da radiação cósmica de fundo e são desaceleradas (a isso se chama Efeito GZK). A radiação cósmica de fundo é uma tênue radiação que permeia homogeneamente todo o espaço; acredita-se que seja remanescente das eras que se seguiram ao Big-Bang. Desta forma, prevê-se que os raios cósmicos não possam ter energias superiores a 60 bilhões de GeV (ou 0,06 ZeV ? zetaelétron-volts).

Entretanto, já se observou nos raios cósmicos partículas com energias de até 0,32 ZeV! Tais partículas, que desafiam o limite GZK, são chamadas zévatrons, e são extremamente raras ? estima-se que chegue à Terra um zévatron por quilômetro quadrado por século. Para se ter uma idéia da enormidade dessa energia, ela é próxima à energia que um objeto de 5 kg adquire após sofrer uma queda de um metro. E tudo isso concentrado em uma única partícula!

Tal energia deveria indicar que os zévatrons são produzidos dentro da nossa galáxia, pois, se se originassem de muito longe colidiriam com os fótons, e o efeito GZK os faria desacelerar e perder energia. Nesse caso, poderíamos apontar um telescópio para a direção de onde eles vêm e observar a fonte que os gera. Porém, ao apontarem-se os telescópios, nada se vê. Não há explicação de como os zévatrons conseguem tanta energia, nem tampouco de por que eles parecem burlar o efeito GZK.

O propósito do Projeto Pierre Auger é resolver esse paradoxo. A raridade dos zévatrons é compensada construindo-se observatórios que cobrem muitos quilômetros. Com isso, pretende-se detectar zévatrons suficientes para se ter as informações necessárias para desvendar o mistério.

Serão construídos dois observatórios, um no estado americano de Utah e outro na província argentina de Mendoza, perto da cidade de Malargue. Os observatórios não são constituídos de telescópios, mas de 1.600 detectores de raios cósmicos, de dois tipos: os detectores de partículas (detectores Cherenkov) e os de fluorescência ("olhos de mosca"). Os detectores Cherenkov serão em número de 1.600, e se assemelham a grandes tanques de água de 12 mil litros cada um, os quais serão espalhados pelo chão, cobrindo uma área total de 3.000 km?. O Brasil participará do projeto principalmente com a construção de 800 detectores Cherenkov.

O observatório não detectará os zévatrons propriamente ditos. Ao colidirem com os átomos das camadas superiores da atmosfera terrestre, os zévatrons cedem lugar a uma miríade de outras partículas, formando um fenômeno conhecido como "chuveiro". São essas partículas que os detectores do observatório Pierre Auger registrarão.

O leitor que quiser se aprofundar sobre o assunto pode ler o artigo "Energias extremas no Universo", na revista Ciência Hoje n? 26, pág. 24 (1999), de autoria de Carlos Ourivio Escobar, coordenador da participação brasileira no Projeto Pierre Auger.