Um número enorme de partículas invisíveis conhecidas como neutrinos flui constantemente através da Terra e dos corpos humanos, passando pela matéria com quase nenhuma resistência. Embora essas elusivas "partículas fantasma" estejam entre os objetos mais difíceis do universo de detectar, os cientistas estão agora capturando evidências de versões incrivelmente poderosas que chegam de fontes cósmicas distantes. Essas descobertas estão sendo feitas usando um observatório massivo enterrado profundamente no gelo antártico, oferecendo pistas potenciais sobre o Big Bang e eventos cósmicos extremos.
Os neutrinos pertencem a um grupo de partículas elementares que não possuem carga elétrica e têm uma massa extraordinariamente pequena, potencialmente cerca de 10 milhões de vezes menor que a de um elétron. Eles existem em três variedades: neutrinos do elétron, múon e tau. Como interagem tão raramente com outras partículas por meio da interação fraca, podem viajar vastas distâncias a velocidades próximas à da luz. As estimativas sugerem que o universo contém aproximadamente 10^89 neutrinos, o equivalente a cerca de um bilhão para cada átomo existente.
O Observatório de Neutrinos IceCube, localizado no Polo Sul, foi construído para detectar essas partículas utilizando o gelo antártico claro como meio de detecção. O instrumento está embutido em aproximadamente um quilômetro cúbico de gelo e consiste em longas cordas de detectores de luz sensíveis chamados fotomultiplicadores. Esses dispositivos procuram breves flashes de luz azul produzidos através da radiação Cherenkov, que ocorre quando um neutrino interage com a matéria no gelo e gera uma partícula carregada viajando mais rápido do que a luz pode se mover através desse material.
Embora o IceCube detecte vastas quantidades de neutrinos de baixa energia provenientes do Sol, ele é particularmente significativo para estudar neutrinos raros e de alta energia do espaço profundo. O observatório identifica apenas algumas dúzias desses exemplos mais energéticos a cada ano. De acordo com George Fuller, Professor Distinguido de Física na Universidade da Califórnia em San Diego, alguns neutrinos de ultra-alta energia detectados pelo IceCube possuem aproximadamente 10 bilhões de vezes a energia de um neutrino solar típico. Outro experimento semelhante registrou até mesmo um neutrino com energia 200 vezes maior do que esse marco.
As origens e os processos físicos responsáveis por acelerar essas partículas permanecem pouco compreendidos. Fuller observou que o fato de tais neutrinos de alta energia chegarem à Terra pode revelar informações profundas sobre o universo. Este ano, o físico Francis Halzen recebeu o Prêmio Nobel de Física por suas contribuições decisivas ao Observatório de Neutrinos IceCube e pela descoberta de neutrinos de alta energia de origem astrofísica. Halzen reconheceu na década de 1990 que o Polo Sul oferecia um ambiente natural ideal para essa pesquisa devido aos volumes imensos de gelo excepcionalmente claro.
Além da Antártida, pesquisadores da UC San Diego estão envolvidos com o Observatório Simons no deserto do Atacama, no Chile. Esta instalação estuda a radiação cósmica de fundo, a radiação antiga deixada pelos estágios iniciais do universo. Embora focado principalmente na luz antiga, suas medições também podem revelar informações sobre neutrinos dos primeiros estágios da história cósmica. Fuller acredita que essas observações antecipadas poderiam melhorar o entendimento científico do Big Bang e da evolução inicial do cosmos.
Fontes: ScienceDaily.