Sob uma colina de granito no sul da China, um detector maciço está quase concluído, que irá captar as misteriosas partículas fantasmas que se escondem ao nosso redor.
O Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen começará, em breve, a difícil tarefa de identificar neutrinos: minúsculas partículas cósmicas com uma massa incrivelmente pequena.
O detector é um dos três que estão sendo construídos em todo o mundo para estudar, com os mínimos detalhes, essas partículas fantasmas. Os outros dois, localizados nos Estados Unidos e no Japão, ainda estão em construção.
Espionar neutrinos não é uma tarefa simples na busca para entender como veio a ser Universo.
O esforço chinês, que vai entrar em funcionamento no próximo ano, levará a tecnologia a novos limites, disse Andre de Gouvea, um físico teórico da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, que não está envolvido com o projeto. “Se eles conseguirem realizar isso”, ele disse, “seria incrível.”
O que são neutrinos?
Os neutrinos datam do Big Bang, e trilhões dessas partículas passam por nossos corpos a cada segundo. Eles são emitidos por estrelas como o Sol e são expelidos quando pedaços atômicos colidem em um acelerador de partículas.
Os cientistas sabem da existência dos neutrinos há quase um século, mas ainda estão nas primeiras etapas de descobrir o que realmente são essas partículas.
“É a partícula menos compreendida em nosso mundo”, disse Cao Jun, que ajuda a gerenciar o detector conhecido como JUNO (sigla em inglês para Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen). “É por isso que precisamos estudá-la.”
Não existe uma forma de detectar os minúsculos neutrinos zumbindo por conta própria. O que os cientistas fazem é medir o que acontece quando eles colidem com outros pedaços de matéria, produzindo flashes de luz ou partículas carregadas.
Os neutrinos raramente colidem com outras partículas, então, para aumentar as chances de capturar uma colisão, os físicos têm que pensar grande. “A solução para como medimos esses neutrinos é construir detectores muito, muito grandes”, disse de Gouvea.
Um grande detector para medir partículas minúsculas
O detector de US$ 300 milhões em Kaiping, China, levou mais de nove anos para ser construído. Sua localização de 700 metros (2.297 pés) abaixo do solo o protege contra os irritantes raios cósmicos e radiação que poderiam interferir em suas habilidades de detecção de neutrinos.
Na quarta-feira, os trabalhadores começaram a etapa final na construção. Eventualmente, eles encherão o detector em forma de orbe com um líquido projetado para emitir luz quando os neutrinos passarem por ele e submergirão todo o conjunto em água purificada.
Ele estudará antineutrinos — o oposto dos neutrinos, o que permite aos cientistas entender seu comportamento — produzidos a partir de colisões dentro de duas usinas nucleares localizadas a mais de 50 quilômetros de distância.
Quando os antineutrinos entrarem em contato com partículas dentro do detector, eles produzirão um flash de luz. O detector é especialmente projetado para responder a uma questão chave sobre um mistério de longa data.
Os neutrinos alternam entre três sabores à medida que se movem pelo espaço, e os cientistas querem classificá-los do mais leve ao mais pesado.
Perceber essas mudanças sutis nas partículas já evasivas será um desafio, disse Kate Scholberg, uma física da Universidade Duke que não está envolvida com o projeto. “Na verdade, é uma coisa muito audaciosa até mesmo perseguir isso”, disse ela.
O detector da China está programado para operar durante o segundo semestre do próximo ano. Depois disso, levará algum tempo para coletar e analisar os dados — então os cientistas terão que continuar esperando para desvendar completamente as vidas secretas dos neutrinos.
Dois detectores de neutrinos semelhantes – o Hyper-Kamiokande do Japão e o Experimento Subterrâneo de Neutrinos baseado nos Estados Unidos – estão em construção. Eles estão programados para entrar em funcionamento por volta de 2027 e 2031 e verificarão os resultados do detector chinês usando abordagens diferentes.
“No final, temos uma melhor compreensão da natureza da física”, disse Wang Yifang, cientista-chefe e gerente de projeto do esforço chinês.
Entendendo como o Universo se formou
Embora os neutrinos interagem muito pouco com outras partículas, eles existem desde o início dos tempos. Estudar essas relíquias do Big Bang pode dar pistas aos cientistas sobre como o Universo evoluiu e se expandiu bilhões de anos atrás.
“Eles fazem parte do quadro geral”, disse Scholberg. Uma pergunta que os pesquisadores esperam que os neutrinos possam ajudar a responder é por que o Universo é predominantemente feito de matéria com seu oposto — chamado antimatéria — amplamente eliminado.
Os cientistas não sabem como as coisas ficaram tão desequilibradas, mas eles acham que os neutrinos podem ter ajudado a escrever as regras mais antigas da matéria. A prova, dizem os cientistas, pode estar nas partículas. Eles terão que capturá-las para descobrir./ AP
Este conteúdo foi traduzido com o auxílio de ferramentas de Inteligência Artificial e revisado por nossa equipe editorial. Saiba mais em nossa Política de IA.
Os comentários são exclusivos para assinantes do Estadão.
