Telescópio submarino detecta “partícula fantasma” mais energética já vista

Cientistas anunciaram na quarta (12) que um telescópio mergulhado no Mar Mediterrâneo identificou as partículas fantasma mais energéticas já vistas. Trata-se de neutrinos 30 vezes mais energéticos que aqueles do recorde anterior, que parecem ter vindo de fora da Via Láctea. No entanto, sua fonte exata continua um mistério. 

• Clique e siga o Canaltech no WhatsApp
• Curiosidades surpreendentes sobre neutrinos, as “partículas fantasmas”
• Neutrinos de uma supernova podem ajudar a desvendar a matéria escura

Produzidos por estrelas como nosso Sol, os neutrinos são partículas sem carga elétrica e pouca massa. Bilhões deles estão atravessando seu corpo neste momento, mas como interagem pouquíssimo com a matéria, é difícil detectá-los — daí o apelido “partículas fantasma”.

Para encontrá-los, é preciso observar um grande volume de algum meio como água ou gelo com milhares de detectores, que talvez registrem um flash de luz causado pelas interações com os neutrinos. Algo do tipo foi sugerido em um estudo de 2023, que propunha usar parte do Pacífico como um grande detector de neutrinos. 

–
Entre no Canal do WhatsApp do Canaltech e fique por dentro das últimas notícias sobre tecnologia, lançamentos, dicas e tutoriais incríveis.
–

Foi o que aconteceu na nova detecção do Cubic Kilometer Neutrino Telescope (KM3NeT), telescópio instalado a 3 km abaixo da superfície do Mediterrâneo. Ali, há mais de 300 módulos com 31 detectores sensíveis à luz, que observam a água enquanto aguardam a emissão de algum neutrino. Deu certo: há dois anos, um neutrino passou pelo detector e rendeu a detecção de mais de 28 mil fótons. 

A chuva de partículas ocorreu quase na horizontal, o que sugere que o neutrino responsável pelo evento deve ter passado por uma grande quantidade de rochas e água na crosta da Terra até alcançar um átomo no campo de visão do KM3NeT. Já a luz registrada veio de um múon, partícula elementar produzida pelas interações. 

Os cientistas conseguiram determinar a energia do neutrino a partir da quantidade de luz registrada pelo detector: eles descobriram que a partícula tinha 220 milhões de bilhões de elétron volts, o equivalente a 30 mil vezes a energia que o Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior acelerador de partículas do mundo, pode alcançar. Para acelerar uma partícula a esta energia, o LHC teria que medir quase 40 mil km — a circunferência da Terra.

Origem das partículas fantasma

E, afinal, que tipo de acelerador natural de partículas poderia ter disparado um neutrino com tanta energia? Os cientistas ainda não sabem, mas os principais suspeitos são os blazares, os núcleos galácticos ativos altamente energéticos. Eles são alimentados por buracos negros supermassivos se alimentando de matéria, capazes de disparar jatos de raios cósmicos em diferentes frequências. Quando estas partículas chocam com outras na galáxia de origem, elas podem formar chuvas de neutrinos. 

Outra possibilidade é que o neutrino foi criado quando algum raio cósmico altamente energético atingiu um fóton na radiação cósmica de fundo, a luz “fóssil” deixada pelo Big Bang. No momento, esta detecção sozinha não é suficiente para os pesquisadores descobrirem se sua origem está em um blazar ou em um impacto com a radiação cósmica de fundo. 

Mesmo assim, a detecção é surpreendente; afinal, o KM3NeT ainda está em desenvolvimento e já mostrou que pode ser um grande aliado na solução deste mistério cósmico. “No próximo ano, o KM3NeT vai fornecer mais e mais dados com resolução angular aprimorada”, disse Rosa Coniglione, membro da equipe do instrumento. “Em um futuro próximo, teremos um apontamento mais refinado desse evento e provavelmente uma conclusão mais firme sobre a origem do evento.” 

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature. 

Leia também:

• Confirmada a primeira detecção de neutrinos em acelerador de partículas
• Mistério de uma década solucionado: neutrinos de alta energia vieram de blazares

Vídeo: Balão futurista

Leia a matéria no Canaltech.