De SIM

Colaboração na experiência CLOUD

O painel intercontinental para as alterações climáticas (IPCC) atribui mais de 90% do aquecimento global, observado desde 1900, ao aumento da concentração na atmosfera dos gases com efeito de estufa de origem antropogénica. Contudo o efeito dos aerossóis e as nuvens na evolução climática apresentam um elevado grau de incerteza[1].

A contribuição dos efeitos da variação da intensidade da radiação ultra-violeta ou dos raios cósmicos galácticos sobre os aerossóis e das nuvens é ainda uma incognita, abrindo a possibilidade de que o clima possa ser afectado por alterações na quantidade da nebulosidade associadas a variações da intensidade dos raios cósmicos na atmosfera [2].

CERN PS215/CLOUD [3] é uma experiência única, com o objectivo de quantificar o efeito induzido por variações dos raios cósmicos na formação de aerossóis e nuvens, utilizando o feixe não focado protões/piões do PS para simular a ionização induzida pelos raios cósmicos sobre a câmara de gás do CLOUD. Esta encontra-se enquadrada no programa experimental do CERN tendo sido aprovada no quadro do “programa científico do CERN de longo prazo” até 2011 e mesmo após [4].

A presente proposta pressupõe o suporte da participação da equipa portuguesa que colabora na experiência CLOUD [5], tendo sido fundamentalmente responsável pelo sistema de iluminação ultra violeta e dos sistemas de aquisição de dados. Apesar de ter sido formalmente aceite na colaboração apenas em Fevereiro de 2008, a experiência do grupo no que respeita ao sistema de iluminação UV, levou já à elaboração de dois modelos e à alteração completa do desenho deste sistema para o protótipo MK2 que começará a ser construído no fim de 2008. O novo sistema baseia-se num grande número de fibras que se inserem na cobertura superior da câmara de gás, emitindo luz no sentido descendente a ângulos relativamente pequenos.

A experiência CLOUD envolve mais de quinze instrumentos de medição de grandezas tão diversas como o espectro das partículas, compostos orgânicos e -OH- em ppt, -H2SO4- em sub-ppt, o espectro de partículas carregadas, cristais de gelo, -SO2- e -O3-. Estes instrumentos são ligados à câmara de gás de CLOUD durante os períodos de aquisição de dados.

O desafio do sistema de aquisição de dados de CLOUD reside na re-sincronização temporal entre os diferentes instrumentos, na elaboração de uma infra-estrutura de base de dados comum a toda a experiência CLOUD e na criação de ferramentas para arquivo e respectivo acesso de forma a possibilitar a posterior análise de dados. Esta proposta apresenta uma aproximação gradual e pragmática que aproveita quer a nossa experiência em sistemas de aquisição de dados (DAQ) quer a nossa familiarização com a utilização de base de dados dentro da comunidade meteorológica.

No intuito de estabelecer uma colaboração sustentável, maximizando o envolvimento quer na construção do detector quer na fase posterior da análise física dos dados, a nossa equipa acrescenta cientistas em clima, óptica de aerossóis e física galáctica, aos especialistas de sistemas de aquisição de dados e instrumentação óptica.

Pretendemos contribuir significativamente na construção de ferramentas computacionais para a análise dos resultados, integrando dados recolhidos a partir de vários instrumentos. Simultaneamente, serão efectuados estudos de análises comparativas entre os resultados desta experiência e os de experiências com aerossóis em ambiente natural ou em ambientes controlados.

Especula-se que as grandes alterações climáticas (com períodos aproximadamente de 140 Manos) associadas ás épocas glaciares, possam estar relacionadas com o excesso do fluxo da radiação cósmica originada pela passagem dos braços da espiral galáctica. As principais regiões produtoras de radiação ultra-violeta galáctica e raios cósmicos são as estrelas massivas do tipo OB e as suas descendentes, super-novas, que se encontram maioritariamente, mas não exclusivamente, alinhadas ao longo dos braços da espiral galáctica. A equipa efectuará a compilação, gestão e manutenção de uma descrição actualizada da estrutura espiral da galáctica e respectiva cinemática, integrando o conhecimento mais actual das radiações ultra-violeta e cósmica na região vizinha do sistema solar.

Esta proposta compatibiliza as responsabilidades bem definidas da nossa equipa na colaboração CLOUD com um esforço no sentido de minimizar os recursos necessários: Os recursos humanos foram reduzidos a uma única bolsa para integrar o esforço da equipa na aquisição de dados; As viagens propostas visam a participação nas reuniões da colaboração e a presença indispensável no CERN para a preparação do sistema DAQ CLOUD; O equipamento proposto consiste apenas no núcleo do sistema de iluminação ultra-violeta desenvolvido para o protótipo MK2. A participação no esforço comum foi definida para a nossa equipa.

Participantes

Name	Role	Academic degree	%time
Filipe Duarte Santos	Inv. Responsável	AGREGAÇÃO	25
António Joaquim Rosa Amorim Barbosa	Inv. Responsável	AGREGAÇÃO	20
Sandra Isabel Pinto Mogo	Investigador	DOUTORAMENTO	30
António Rodrigues Tomé	Investigador	DOUTORAMENTO	15
André Moitinho	Investigador	DOUTORAMENTO	10
Jorge Manuel Azeredo Lima	Técnico	Licenciatura	20

• CLOUD no plano do CERN 300px