Uma tempestade pode estar acontecendo sobre nossas cabeças sem que percebamos. A cada segundo, partículas vindas do espaço atingem a atmosfera terrestre e desencadeiam uma verdadeira cascata de partículas, algumas das quais chegam até o solo.
Esses eventos são produzidos pelos chamados raios cósmicos, partículas extremamente energéticas que atravessam o espaço quase à velocidade da luz. Embora sejam estudados há mais de um século, ainda existem dúvidas sobre sua origem e, principalmente, sobre como as colisões com a atmosfera transformam uma única partícula em uma extensa chuva de partículas secundárias.
Para investigar esse processo, físicos recorreram a um dos maiores laboratórios do planeta.
O LHC virou uma espécie de atmosfera em miniatura
Em julho de 2025, o Grande Colisor de Hádrons (LHC), do CERN, recebeu pela primeira vez uma configuração capaz de produzir colisões entre prótons e núcleos de oxigênio. A ideia era reproduzir em laboratório uma versão controlada do processo que acontece quando um raio cósmico atinge a atmosfera.
Nesse cenário, o próton funciona como o raio cósmico, enquanto o oxigênio representa o material atmosférico atingido. A colisão produz uma série de partículas que se espalham em diferentes direções e energias.
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Entrar no Canal do WhatsAppO detector ATLAS registrou essas interações por meio dos rastros deixados pelas partículas eletricamente carregadas. Dessa forma, os pesquisadores conseguiram estudar em detalhes como uma colisão desse tipo evolui.
Uma colisão pode desencadear uma cascata gigantesca
Quando uma partícula cósmica de alta energia entra na atmosfera, ela não simplesmente atravessa o ar. Ao atingir um núcleo atômico, pode produzir novas partículas, que por sua vez interagem novamente com a matéria.
O resultado é uma chuva atmosférica de partículas, que pode se espalhar por uma área enorme antes de algumas partículas alcançarem a superfície.
O problema é que os cientistas dependem de modelos computacionais para reconstruir essas cascatas. Diferentes modelos apresentam previsões distintas, principalmente quando tentam descrever as interações entre partículas em energias muito elevadas.
Por isso, obter medições diretamente no laboratório é tão importante.
Os dados do ATLAS colocam os modelos à prova
O estudo liderado por G. Aad, publicado em 14 de setembro de 2026 na revista Physical Review Letters, analisou a produção de partículas carregadas nas colisões entre prótons e oxigênio registradas pelo ATLAS.
Os pesquisadores mediram características como:
- quantidade de partículas produzidas;
- energia e momento das partículas;
- direção em que elas foram lançadas;
- distribuição das partículas geradas pela colisão.
Segundo o trabalho, essas medições alcançaram uma precisão cerca de uma ordem de grandeza superior às diferenças observadas entre os modelos de interação usados para descrever os chuveiros de raios cósmicos.
Isso oferece aos físicos uma referência experimental mais precisa para aperfeiçoar as simulações utilizadas na interpretação dos raios cósmicos.
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A origem dos raios cósmicos ainda guarda um mistério
Compreender melhor essas cascatas também pode ajudar os cientistas a estudar de onde vêm os raios cósmicos mais energéticos.
Eles podem ser acelerados em ambientes extremos, como explosões estelares e regiões próximas a objetos astrofísicos muito energéticos. Porém, para descobrir sua composição e sua origem, os pesquisadores precisam interpretar corretamente os sinais registrados quando essas partículas atingem a atmosfera.
O novo resultado do ATLAS cria justamente uma ponte entre a física de partículas e a astrofísica de altas energias. Em vez de observar apenas a chuva produzida no céu, os cientistas conseguem reproduzir parte de seu nascimento dentro de um acelerador.
O experimento não recria uma tempestade cósmica inteira em escala real, mas fornece uma janela experimental para uma etapa fundamental do fenômeno. Com medições mais precisas, os modelos usados para interpretar os eventos registrados na Terra podem ser aprimorados, ajudando a transformar essas partículas misteriosas em pistas sobre os ambientes mais extremos do Universo.
