Eduardo Rabelo cresceu em Patrocínio, cidade com cerca de 95 mil habitantes, no Triângulo Mineiro, observando a criatividade do pai em criar soluções domésticas. “Chamo meu pai de rei da gambiarra”, revela, lembrando da vez que comprou duas bicicletas para transformar em uma. Curioso, fã de matemática e cercado por ferramentas, o pequeno Eduardo gostava de montar maquetes na escola e atribui a esse conjunto de fatores a escolha pela Física — sua graduação e também seu mestrado, em fase de conclusão.
Escolha que contou com incentivo em casa, desde o ensino médio técnico, que era recém-inaugurado na cidade. “Meus pais nunca impuseram. Eles apontavam a possibilidade e perguntavam o que eu achava”. Foi assim em cada etapa. De Patrocínio para São Carlos, da eletrônica para a física. Integrante do Apoema, o mestrando se debruça sobre um dos grandes problemas da astrofísica de partículas: descobrir o que, exatamente, está chegando até nós quando um raio cósmico atinge a atmosfera terrestre.
Ensino de máquina
A pesquisa de Eduardo parte de um desafio concreto: quando um raio cósmico colide com a atmosfera, ele gera um chuveiro de partículas secundárias que produz a luz Cherenkov captada pelos telescópios do CTAO. Mas a partícula original, o que de fato veio do espaço, já desapareceu na colisão. O que chega ao detector é um sinal complexo, uma assinatura morfológica invisível a olho nu. Saber se aquele sinal veio de um próton, de um núcleo de ferro ou de outra partícula é, hoje, uma questão em aberto. É aí que entra o machine learning.
Ao longo do mestrado, Eduardo construiu modelos de aprendizado de máquina (um tipo específico de inteligência artificial) treinados para reconhecer padrões nessas assinaturas que os métodos analíticos convencionais não conseguem capturar.
A lógica é semelhante à de outros grupos do Apoema que trabalham com redes neurais: não se usa uma IA generativa, como as assistentes de texto, mas modelos construídos do zero, alimentados com um volume imenso de dados simulados e treinados para executar uma tarefa muito específica. A vantagem sobre os métodos tradicionais está justamente no que a máquina consegue enxergar onde o olho humano falha.
O trabalho foi desenvolvido com dados simulados, que são recriações computacionais de como os detectores do CTAO responderiam a diferentes tipos de partículas, na faixa de energia entre 0,01 e 5 TeV. Um artigo resultante do estudo já passou pela revisão da colaboração internacional do CTAO e está em fase final de correções antes da publicação.
O que o CTAO pode revelar
Eduardo contém o otimismo sobre o que vem pela frente, mas sabe que será uma amostra sem precedentes. Quando os sítios CTAO-Sul estiverem prontos, por exemplo, serão pelo menos 51 telescópios — e cada um registrará o mesmo chuveiro atmosférico de um ângulo diferente. “Quem sabe 51 perspectivas não tragam para nós uma característica que nunca conseguimos assimilar”, projeta.
O pesquisador também aponta a resolução temporal do CTAO como um elemento promissor — e cita o colega Matheus Duarte, que investiga a quebra de invariância de Lorentz: a precisão com que o observatório registrará a chegada dos fótons no tempo pode ajudar a testar os limites da relatividade em escalas de energia extremas, algo que os instrumentos atuais não alcançam.
O próximo passo de Eduardo no grupo será continuar investigando a composição dos raios cósmicos, mas com uma abordagem ainda mais estatística e probabilística, por uma nova metodologia que ainda não foi definida. Afinal, primeiro finaliza a dissertação, depois vem o novo projeto, como combinado com o orientador. Sempre movido pela curiosidade despertada pelas invenções do pai.