Câmara de nuvem: o predecessor das LArTPCs

Uma câmara de nuvens é um dispositivo que permite ver a trajetória de partículas ionizantes. Ela foi inventada pelo físico escocês Charles Thomson Rees Wilson (1869–1959) em 1911. A câmara consiste de um recipiente transparente cheio de vapor supersaturado (água ou álcool, tipicamente). No vídeo abaixo podemos observar diferentes partículas passando pela câmara.

A física permite entender os traços deixados por partículas distintas.

As imagens acima foram retiradas do trabalho Particle Physics - Cloud Chambers Activities for Schools de Bethany Allison.

Dados obtidos pelo DUNE e inteligência artificial

A luz e carga coletadas pelo experimento produzem dados que são processados para que possamos descobrir as propriedades do neutrino que interagiu a partir dos seus produtos, num trabalho de detetive do mundo subatômico. O sinal da carga, com dados precisos do tempo em que foi coletada,  produz imagens nas quais enxergamos a trajetória das partículas carregadas com precisão de poucos mm.

Para complicar a situação, esses sinais podem vir misturados com sinais de partículas que não foram geradas por neutrinos e precisam ser classificados de acordo. Cada tipo de interação apresenta um sinal característico e um dos primeiros trabalhos do detetive é identificar cada um nos dados. Mas ocorrem milhares desses eventos a cada segundo, o que está muito além da capacidade humana de filtrar e classificar. Para driblar isso, os pesquisadores brasileiros Laura Paulucci e Franciole Marinho trabalham  em simulações computacionais muito precisas da física que ocorre dentro do experimento. Essas simulações serão a base para as análises a serem feitas com os dados reais.

As simulações são usadas, então, para treinar redes neurais que serão capazes de classificar os traços e transformar os dados reais (que serão) obtidos em informações úteis e desvendar os mistérios envolvendo neutrinos.