Após 40 anos de tentativas, físicos finalmente capturam neutrinos cósmicos de alta energia
Durante quatro décadas, os físicos têm tentado detectar neutrinos cósmicos de alta energia, uma partícula sub-atômica de interação fraca. A busca finalmente acabou: cientistas, usando o detector de neutrinos IceCube no Pólo Sul, alcançaram seu objetivo e detectaram neutrinos que se originaram a incríveis distâncias fora do nosso sistema solar. Os resultados foram publicados na revista Science.
A existência do neutrino (italiano para “pequeno neutro”) foi teorizada pela primeira vez por Wolfgang Pauli em 1930. Eles foram originalmente pensados como uma forma de conservação de energia e momento durante eventos de emissão beta. Ao longo das décadas seguintes, foi descoberto que na verdade existem três tipos de neutrinos que pareiam com antineutrinos para formar um lépton descarregado. Os primeiros neutrinos foram observados diretamente do sol em 1956.
Em 2010, o Observatório de Neutrinos IceCube foi concluído. Mais de 250 cientistas representando 12 países colaboram neste projeto, que é o maior detector de neutrinos do mundo. Ele é envolto em um quilômetro cúbico de gelo, o que é fácil para neutrinos atravessarem, mas desacelera a luz que está em trânsito. Quando neutrinos de alta energia chocam-se com elétrons, o elétron é enviando em um movimento mais rápido do que a luz desacelerada, emitindo um sinal de luz fraca conhecida como radiação Cherenkov (indicação de que interagiu com um neutrino).
Nos dois primeiros anos de funcionamento do IceCube foram detectados mais de 28 neutrinos de alta energia. A equipe tinha a esperança de detectar neutrinos do múon para medir com precisão a direção do spin, mas, infelizmente, isto se provou muito difícil. Neutrinos do múon só foram detectados em conjugação com outros, o que os torna muito menos precisos. Isto não significa que o detector IceCube não está funcionando; na verdade, pode demonstrar que a equipe tem cuidado antes de dizer que os neutrinos detectados realmente vieram de longe no cosmos.
O sucesso de ver neutrinos de alta energia que originaram tão longe pode ter aberto um precedente para a expansão do detector. A equipe gostaria de triplicar seu volume, o que competiria com um detector proposto na Europa que têm cinco vezes o volume do IceCube. [IFLS]
3 comentários
Uma pergunta de leigo.
“Ele é envolto em um quilômetro cúbico de gelo, o que é fácil para neutrinos atravessarem, mas desacelera a luz que está em trânsito. Quando neutrinos de alta energia chocam-se com elétrons, o elétron é enviando em um movimento mais rápido do que a luz desacelerada”
Isso quer dizer que os neutrinos realmente ultrapassam a velocidade da luz, ou apenas diminuem ela devido à interação? A quem puder me responder, desde já minha ignorância agradece!
É assim, a velocidade da luz é menor dentro da água ou qualquer outra substância transparente ou opaca. Como a velocidade da luz é menor, existe a possibilidade de uma partícula ir mais rápido que a luz. Ela não vai mais rápido que os 300.000 km/s da luz no vácuo, mas vai mais rápido que a velocidade da luz dentro da substância. Então não tem nenhuma violação da Teoria da Relatividade e de seus postulados.
Só que quando uma coisa ultrapassa a velocidade da luz no meio, ela emite uma luz azulada, a radiação Cherenkov. Esta radiação pode ser vista ao redor de reatores nucleares, que emitem partículas com velocidade superior à velocidade da luz na água em que os reatores estão mergulhados, por exemplo.
Bom, voltando ao experimento, o que eles fizeram foi esperar que os neutrinos de alta energia colidissem com elétrons e os fizessem viajar a velocidades superiores à da luz dentro do meio em que se encontram, emitindo assim a radiação Cherenkov. Vendo a radiação Cherenkov, os cientistas teriam a evidência indireta da presença de neutrinos de alta energia.
E qual a velocidade dos neutrinos? Eles tem pouca massa, mas tem, então a velocidade deles não pode igualar a velocidade da luz no vácuo, “c”. E não iguala, embora chegue bastante perto.
Um nova era para a astronomia!
Agora basta saber de onde vieram esses neutrinos…