p Os físicos de partículas estão em busca de luz. Não qualquer luz, mas um sinal característico produzido pela interação de certas partículas - como neutrinos fantasmagóricos, que são partículas fundamentais neutras com massa muito baixa - com um detector que contém um mar atômico de gases nobres liquefeitos. p Mesmo se fosse mais brilhante, este sinal de luz seria indetectável por nossos olhos porque cai na faixa ultravioleta (UV) do espectro eletromagnético. E assim como nossos olhos não estão equipados para ver a luz ultravioleta, a maioria dos sistemas fotodetectores convencionais para experimentos de física de partículas funcionam muito melhor na faixa visível do que no UV.

p Contudo, novo trabalho no Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE) está trazendo o poder da nanotecnologia para a física de partículas em um esforço para fazer os fotossensores funcionarem melhor em ambientes experimentais onde a luz UV é produzida, como módulos detectores de argônio líquido maciço.

p "Gostaríamos de encontrar um único material que nos permita identificar uma partícula específica e não ver outras partículas. Essas nanopartículas ajudam a nos aproximar." - Stephen Magill, Argonne físico de alta energia

p "Você pode entrar na Internet e comprar fotossensores de empresas, mas a maioria deles está na faixa visível, e eles sentem fótons que podemos ver, luz visível, "disse o físico de alta energia de Argonne, Stephen Magill.

p Para tornar seus fotossensores mais sensíveis à radiação UV, Magill e seus colegas em Argonne e na Universidade do Texas em Arlington aplicaram revestimentos de diferentes nanopartículas em fotodetectores convencionais. Em uma ampla gama de composições variadas, os resultados foram dramáticos. Os fotossensores aprimorados demonstraram sensibilidade significativamente maior à luz ultravioleta do que os fotodetectores sem revestimento.

p A razão pela qual as nanopartículas funcionam, de acordo com Magill, tem a ver com seu tamanho. Nanopartículas menores podem absorver fótons de comprimentos de onda mais curtos, que são posteriormente reemitidos como fótons de comprimentos de onda mais longos com energia mais baixa, ele disse. Esta transição, conhecido pelos cientistas como a "mudança de Stokes, "converte fótons UV em visíveis.

p "Estamos sempre procurando encontrar materiais melhores que nos permitam detectar nossas partículas, "Magill disse." Gostaríamos de encontrar um único material que nos permita identificar uma partícula específica e não ver outras partículas. Essas nanopartículas ajudam a nos aproximar. "

p Os tipos de experimentos para os quais os cientistas usam esses fotodetectores aprimorados são considerados parte da "fronteira de intensidade" da física de alta energia. Por ser mais sensível a qualquer pequeno sinal ultravioleta produzido, esses revestimentos de nanopartículas aumentam as chances de detectar eventos raros e podem permitir aos cientistas uma melhor visão de fenômenos como oscilações de neutrinos, em que um neutrino muda de tipo.

p As vantagens desse tipo de novo material também podem ir além do alcance da física de partículas. Magill sugeriu que as partículas poderiam ser incorporadas em um vidro transparente que poderia aumentar a quantidade de luz visível disponível em alguns ambientes escuros.

p "Há muita luz lá fora entre 300 nanômetros e 400 nanômetros que não vemos e não usamos, "Magill disse." Ao mudar o comprimento de onda, poderíamos criar uma maneira de essa luz se tornar mais útil. "

p Um artigo baseado no estudo, "Propriedades de deslocamento de comprimento de onda de nanopartículas de luminescência para detecção de partículas de alta energia e observação de processos físicos específicos, "apareceu na edição de 12 de julho de Relatórios Científicos .