Financiamento: FAPESP (Projeto Temático)

Pesquisador Principal: Carlos Guillermo Giménez de Castro

Observações de explosões solares a partir do solo e do espaço, em comprimentos de onda desde rádio até raios gama, produziram consideráveis avanços, mas também suscitaram varias controvérsias não resolvidas. A última fronteira em comprimentos de onda para analisar explosões solares está no intervalo do submilimétrico ao infra-vermelho. Embora o foco central desta prposta está descrição da atividade solar em frequências sub-THz s THz, será essencial analisar suas relações com observações em outros intervalos de frequência, em rádio, no visível e em frequências nas faixas de maior energia no UV, raios-X e raios-gama, para encontrar novas pistas para entender os processos de armazenamento de energia e sua liberação explosiva nas regiões ativas. Para atingir estes objetivos propomos realizar um esforço especial ao longo da fase de decaimento do atual Ciclo Solar 24 (2014-2018), mantendo e atualizando os programas em curso e implementando novas facilidades experimentais. A proposta inclui pesquisa e desenvolvimento complementar de sensores THz, filtros, materiais e sistema integrados para as aplicações propostas. Esforços especiais serão dirigidos para a interpretação de resultados das emissões de explosões solares em THz, emissões associadas em outros comprimentos de onda, no rádio, no visível, no UV, raios X e gama. Atenção será dada a processos físicos de alta energia que ocorrem na aceleração de partículas e sua comparação a mecanismos na escala de aceleradores de laboratório. A proposta está apresentada nas seguintes seções: Justificativas científicas; Novas observações solares em 30 THz; Observações solares em comprimentos de onda cm, mm e sub-mm no Itapetinga e em El Leoncito, Andes argentinos; Observações com elevada cadência em Ha; Detecção complementar de neutros e partículas carregadas; Fotômetros THz para explosões solares em voos de balões estratosféricos de longa duração; Cooperação com experimento GRIPS, UC Berkeley sobre Antartica; Cooperação com Instituto Lebedev de Física sobre a Rússia. Lebedev Physical Institute over Russia;Disponibilização da gôndola de atitude controlada a outros usuários brasileiros; Observações de explosões solares no THz a partir do solo; Transmissão atmosférica THz; O telescópio HATS; Estimativa prçamentária (2014-2018); References.

Financiamento: NASA (Contrato NASA/Mackenzie renovado até 2019)

Pesquisador Principal: Pierre Kaufmann

Atividades experimentais em geodesia espacial com operações do Rádio Observatório Espacial do Nordeste, ROEN, em Eusébio/Fortaleza, CE,  construído em 1992-1993 nas instalações do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, INPE, mediante convênio com o Mackenzie com recursos iniciais da FINEP (Financiadora de Projetos do MCT) e da agência norte-americana NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), geridos pelo Mackenzie. Atualmente as atividades são coordenadas pelo Centro de Rádio Astronomia e Astrofísica Mackenzie, CRAAM, da Escola de Engenharia da Universidade Presbiteriana Mackenzie, em colaboração com o INPE. Os recursos outorgados pelo contrato NASA-Mackenzie, no contexto do Acordo de Cooperação firmado entre a NASA e a Agência Espacial Brasileira, AEB, complementando as participações do Mackenzie e do INPE.

As pesquisas utilizam a técnica radioastronômica de interferometria de muito longa linha de base, chamada de VLBI (“Very Long Baseline Interferometry”), com rádio telescópio de 14,2-m de diâmetro operando em duas freqüências de micro-ondas (2,6 e 8,8 GHz), utilizando receptores criogênicos, mantidos a 250 graus abaixo de zero, um complexo sistema de aquisição de dados, controlados por um relógio atômico de hidrogênio, o único existente e o mais preciso do Brasil. Dezenas de quasares extraterrestres são observados simultaneamente com outros 10 a 25 rádio telescópios localizados na Europa, nos USA, na África do Sul e na Antártica. Estas observações são combinadas com medidas de propagação dos sinais de satélites GPS, visando o monitoramento preciso dos movimentos do planeta Terra, variação na duração dos dias, movimentos da crosta causada por eventos sísmicos, deriva de continentes, efeitos do clima espacial na Terra e outros fenômenos menos conhecidos que influenciam o nosso planeta.

As pesquisas incluem estruturas espaciais e atividade próprias dos quasares. As atividades integram o IVS (International VLBI Service for Geodesy and Astrometry), em estreita colaboração com o IERS (International Earth Rotation Service. Os resultados obtidos estão disponíveis para toda a comunidade de geodesia, geofísica, astrometria e astrofísica.

Financiamento: CNPq - Chamada MCTI/CNPq/FNDCT – Ação Transversal nº 64/2013 – Seleção pública de propostas para apoio a projetos de pesquisa, no âmbito do Programa Antártico Brasileiro - PROANTAR

Pesquisador Principal: Emília Correia

O projeto visa estudar do comportamento da ionosfera a médio e longo prazo, desde a região antártica até as baixas latitudes (América do Sul), está sendo possível se caracterizar espacial e temporalmente os impactos do clima espacial (geoespaço) nas suas propriedades eletrodinâmicas. Estudo recente mostrou que o comportamento diurno da ionosfera apresenta uma variação de longo prazo associada ao ciclo de 11 anos da intensidade da radiação ultravioleta solar, e também que a baixa ionosfera é fortemente afetada por processos dinâmicos originados nas camadas inferiores da atmosfera. O efeito foi detectado predominantemente durante os períodos de inverno a cada ano, e foi atribuído a alterações de densidade eletrônica na base da ionosfera, produzidas pela passagem de ondas planetárias de origem troposférica ou estratosférica.

O objetivo do projeto ajudar a ampliar nosso conhecimento a respeito de como as alterações da ionosfera produzidas por forçantes externos afetam as condições das camadas inferiores. Além disso, caracterizar o comportamento da ionosfera frente aos efeitos dos fenômenos oriundos das camadas mais baixas da atmosfera, principalmente os associados as ondas de gravidade, planetárias e as marés, que são geradas na troposfera e estratosfera devido a ação de ventos. Este estudo dará subsídios para o entendimento da formação e dinâmica do buraco de ozônio na Antártica.

Financiamento: CNPq

Pesquisador Principal: Carlos Guillermo Giménez de Castro

O projeto visa ampliar a compreensão da dinâmica da atmosfera solar durante eventos explosivos, tendo como principais objetivos: i) a descrição espectral e temporal dos fenômenos transcientes solares, com ênfase nos comprimentos de onda milimétricos e submilimétricos; ii) a comparação dos modelos atuais com as observações; e iii) a determinação de restrições físicas para a formulação de modelos teóricos.  Ligados a esses temas, estão questões centrais da Física Solar, como o aquecimento da Coroa, a aceleração das partículas e o transporte de energia dentro da atmosfera solar.

Financiamento: FAPESP

Pesquisador Principal: Jean-Pierre Raulin

Este projeto pretende estudar os mecanismos físicos de liberações de altas energias nas regiões quiescentes e ativas do Sol, assim como a suas assinaturas na atmosfera da Terra. Para isso, é necessário um acervo experimental que inclui diagnósticos em altas frequências de rádio detectadas em solo, e de fótons de alta energia observados no espaço. Parte desse acervo já existe e está sendo operado com sucesso no CASLEO, San Juan, Argentina. O observatório heliogeofísico no CASLEO investiga os fenômenos explosivos solares em ondas milimétricas (45 e 90 GHz), submilimétricas (212 e 405 GHz), Infra-Vermelho (30 THz), assim como os efeitos da radiação solar em raios X na ionosfera terrestre, e das partículas carregadas na atmosfera terrestre. Propõe se complementar este acervo instrumental com um novo detector de nêutrons solares e atmosféricos, um cintilador sensível a raios-X de alta energia, e sensores de ondas de ELF e VLF. Os objetivos principais são: (i) obter e caracterizar os espectros solares na faixa das altas frequências de rádio e na banda de raios X e gama de alta energia, levando informação importante para explicar a emissão submilimétrica e THz, pouca compreendida até então; (ii) monitorar de forma continua os fenômenos energéticos solares e investigar a sua frequência de ocorrência; (iii) investigar a relação causal entre fenômenos atmosféricos como relâmpagos, produção de fótons e nêutrons de alta energia, Terrestrial Gamma-ray Flashes (TGFs), e raios cósmicos.

Financiamento: FAPESP

Participação: Luiz Claudio Lima Botti

Um rádio interferômetro operando em 1,2-1,7; 2,8 e 5,6 GHz, de alta tecnologia e baixo custo, designado de Brazilian Decimetric Array - BDA, está em desenvolvimento para investigações solares, galácticas e extragalácticas e aplicações para previsão do clima espacial. O projeto BDA está sendo desenvolvido em 3 fases. Fase I: um protótipo de 5 elementos com antenas de 4m de diâmetro e completo sistema de rastreio. Fase II: arranjo com 26 elementos. Fase III: 12 antenas adicionais serão incorporadas ao arranjo com linhas de base máximas de ~2,3 km a 1,2 km nas direções Leste-Oeste e Sul, respectivamente. Na fase I foram desenvolvidos e testados todos os subsistemas e softwares através de observações solares e de radiofontes calibradoras, definidas as características técnicas, estratégia de desenvolvimento e configuração do arranjo para as próximas fases e foi feita transferência de tecnologia entre instituições do exterior e brasileiras e treinamento de pessoal em técnicas de interferometria. Este projeto temático refere-se ao desenvolvimento da fase II: 20 elementos serão adicionados ao arranjo, com a participação das empresas locais. As 26 antenas constituirão um arranjo compacto em forma de "T", com linhas de base máximas de 252 m na direção Leste-Oeste e 162 m na direção Sul. As frequências de operação serão 1,2-1,7; 2,8 e 5,6 GHz. Nesta fase, o BDA fornecerá uma imagem solar a cada 100 ms com resolução espacial de 3 x 4 min de arco. Os recursos solicitados correspondem apenas às antenas, à estrutura mecânica, ao "front end" e aos sistemas de recepção e comunicação para transmissão dos sinais e controle das antenas para a fase II.

Financiamento: FAPESP

Participação: Francisco Durães

O projeto tem por objetivo estudar as interações hádron-hádron, hádron-núcleo e núcleo-núcleo a altíssimas energias (GeV ~ TeV), com o intuito de esclarecer: a) a natureza e propriedades da matéria nuclear, suas formas de excitação e seu novo estado em condições de alta densidade e temperatura, o plasma de quarks e glúons; e b) o confinamento dos quarks e glúons em hádrons, as interações destas partículas, e as propriedades do vácuo da QCD. Este estudo se defronta com o problema da descrição de sistemas de muitos corpos fortemente interagentes controlados por uma dinâmica relativística, para a qual uma teoria fundamental e aplicável ainda não está disponível. Dentro deste contexto, é crucial a elaboração de modelos fenomenológicos como um passo intermediário nesta direção. Ao mesmo tempo, um entendimento de certas propriedades da matéria hadrônica tais como confinamento dos quarks e a quebra dinâmica da simetria quiral, a partir dos primeiros princípios da QCD, é fundamental para se fazer progresso nesta área. Especificamente, problemas tratados no projeto são: a) simulações de QCD na rede; b) teorias de campos efetivos; c) modelos para colisões elásticas, inelásticas e difrativas hadrônicas; d) modelos de hádrons (Skyrmions e sacolas); e) produção e supressão de estranheza e charme na matéria hadrônica; f) fenômenos de transporte, hidrodinâmica relativística e transições defase em QCD.