Neutrinos, os mensageiros cósmicos que podem explicar os mistérios do Sol e dos buracos negros – 14/06/2020

Neutrinos, os mensageiros cósmicos que podem explicar os mistérios do Sol e dos buracos negros - 14/06/2020

Eles são viajantes do Universo, eles passam por nossos corpos.

“Dia e noite, a cada segundo, bilhões de neutrinos passam por nós”, diz o físico Juan de Dios Zornoza, professor da Universidade de Valência (Espanha).

Os neutrinos estão entre as partículas mais intrigantes da física.

Uma razão é que eles são extremamente difíceis de detectar. Portanto, os cientistas precisam desenvolver estratégias criativas para tentar “pegá-las”.

Alguns até instalaram instrumentos a 1.000 metros abaixo da superfície antártica e nas profundezas do mar Mediterrâneo, outros colocaram antenas em um balão que sobrevoa o continente congelado.

“Assim como um astrônomo vai a uma montanha com seu telescópio e observa as estrelas, queremos saber como o Universo funciona. Mas, em vez de usar a luz, usamos outro mensageiro cósmico, que é neutrinos”, explica Zornoza, coordenador do grupo. ANTARES Espanhol, procurando por neutrinos no Mediterrâneo.

Os neutrinos podem vir de outras galáxias, mas também de estrelas mais próximas, como o nosso Sol.

“Eles nos fornecem informações sobre lugares impossíveis de acessar”, disse o físico peruano Carlos Alberto Argüelles, pesquisador do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) e membro da BBC, à BBC News Mundo (serviço espanhol da BBC). IceCube, um projeto que procura por neutrinos sob o gelo antártico.

O cientista explica que as fusões nucleares no centro do Sol emitem neutrinos. Portanto, estudando essas partículas, seria possível saber o que acontece dentro da estrela, por exemplo.

O que a ciência sabe sobre neutrinos

Os neutrinos são partículas elementares, um dos blocos de construção fundamentais da natureza.

“Eles são a segunda partícula mais abundante do universo”, explica Zornoza. “O que há no universo são fótons, isto é, partículas de luz. Em segundo lugar, existem neutrinos”.

E essas partículas têm a especificidade de mal interagir com o que encontram em seu caminho, passando facilmente pela matéria.

“Das quatro forças que conhecemos? Gravidade, força eletromagnética, força nuclear forte e força nuclear fraca? Neutrinos só interagem com uma, a força nuclear fraca”, diz Argüelles.

E justamente por isso, diz Zornoza, os neutrinos “podem atravessar uma barreira de anos-luz de chumbo e alcançar o outro lado, o que os torna muito difíceis de detectar”.

Existem muitas características dessa partícula que ainda não são conhecidas.

“Os neutrinos são estranhos, sabemos que eles têm uma massa, mas ainda não sabemos quanto é ou como se origina. Possivelmente, eles estão conectados a outra partícula que pode lhes dar uma massa secreta, algo que está produzindo essa massa”, diz ele. Argüelles

“Há também um fenômeno conhecido como oscilação de neutrinos, porque existem vários tipos de neutrinos e eles podem se transformar”.

Eles viajam em linha reta

Os neutrinos não têm carga elétrica e, portanto, são uma ferramenta eficiente para o estudo do universo.

“Como é uma partícula neutra e sem carga, é ideal para a astronomia, pois não é desviada pelos campos magnéticos”, explica Juan Antonio Aguilar, pesquisador espanhol da Universidade Livre de Bruxelas e chefe do grupo IceCube local.

“Isso significa que, se houver uma fonte no universo que emita neutrinos, esses neutrinos virão diretamente de lá para nós”.

Ao viajar em linha reta e interagir fracamente com a matéria, os neutrinos revelam a direção em que sua fonte está, diferente de outros “mensageiros”, como raios cósmicos ou raios gama.

“Os raios cósmicos, compostos principalmente de prótons, viajam de fontes muito distantes de nós, mas, como possuem carga elétrica, se houver campos magnéticos, eles se desviam”, diz Argüelles.

Os raios gama, por outro lado, são leves. E a luz pode ser bloqueada ou obscurecida por nuvens de poeira ou gás.

“Então temos o neutrino, que, mesmo que haja campos magnéticos, siga seu caminho; e mesmo que haja nuvens de poeira, ele passa por eles. Portanto, eles são mensageiros diretos dos objetos de onde vêm e nos fornecem informações.” verdadeiramente único “. , ele adiciona.

“Sendo quase partículas ‘fantasmas’ que passam por tudo, elas podem nos trazer informações de lugares muito energéticos e muito densos, como aqueles ao redor de buracos negros”.

Pesquisa no Polo Sul e no Mediterrâneo.

Para capturar os neutrinos indescritíveis, os cientistas usam táticas diferentes.

O telescópio IceCube Neutrino no Pólo Sul é uma iniciativa internacional que envolve cerca de 300 pesquisadores de instituições de 12 países da Europa, América do Norte, Ásia e Oceania.

Eles recebem dados de satélite de sensores instalados abaixo da superfície antártica? e o trabalho não parou durante a atual pandemia de coronavírus.

No caso do projeto ANTARES, os detectores estão a 2.500 metros de profundidade no mar Mediterrâneo, perto da costa francesa de Marselha.

A ANTARES ganhará um novo telescópio de neutrino subaquático, chamado KM3NeT, atualmente em construção. Será instalado em profundidades ainda maiores no Mediterrâneo.

Embora os neutrinos se comportem como partículas “fantasmas”, os cientistas podem encontrá-las.

“De todos os neutrinos que chegam até nós, de tempos em tempos, alguns interagem e produzem outra partícula, chamada múon, que é um tipo de elétron, mas com mais massa”, explica Zornoza.

“Portanto, este múon, se estivermos em um meio transparente, como água ou gelo, emite o que é chamado luz Cherenkov, uma luz azul que pode ser vista.”

“No Mediterrâneo ou na Antártica, colocamos detectores de luz. Muitos neutrinos escapam, mas alguns produzem um múon emissor de luz”.

O projeto ANITA (Antártica Transitive Boost Antena), financiado em parte pela NASA, a agência espacial dos EUA, usa outra estratégia para detectar neutrinos.

Ele usa dezenas de antenas conectadas a um balão estratosférico.

Os detectores ANITA não procuram flashes de luz, mas sinais de rádio produzidos pela interação entre gelo e neutrinos.

Um mistério centenário

Por que os cientistas estão fazendo esses esforços e desenvolvendo projetos malucos para entender melhor os neutrinos?

Primeiro, eles podem ajudar a resolver grandes quebra-cabeças, como o da matéria escura, dos quais 80% do Universo é constituído, mas praticamente desconhecido.

“É provável que a matéria escura se acumule em lugares como o centro de nossa galáxia ou o Sol. Lá, os neutrinos seriam emitidos, entre outras coisas”, explica Zornoza.

“Detectar neutrinos dessas fontes nos daria pistas para entender do que a matéria escura é feita”.

E há outro grande mistério que os neutrinos podem ajudar a esclarecer: a origem dos raios cósmicos.

“Mais de 100 anos atrás, esses raios cósmicos foram descobertos que chegaram à Terra, mas ainda não entendemos de onde vieram. No entanto, é muito provável que haja neutrinos nesses locais (de origem)”, diz ele.

“Se conseguirmos detectar esses neutrinos, eles podem nos ajudar a resolver o mistério secular do que produz raios cósmicos”.

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