O mais recente avanço científico nos aproximou da descoberta de partículas subatômicas misteriosas e intangíveis, possivelmente revolucionando as leis fundamentais da física.
Pela primeira vez, o Short-Baseline Near Detector (SBND), do Laboratório Nacional de Aceleradores Fermi (Fermilab), conseguiu capturar interações de neutrinos — um passo monumental em um esforço de décadas para decifrar alguns dos segredos mais bem guardados do Universo.
Neutrinos são tão minúsculos e difíceis de detectar que, apesar de 100 trilhões deles passarem pelo seu corpo a cada segundo, você não sente nada. Ainda assim, são partículas tão estranhas que entender suas propriedades pode lançar luz sobre mistérios profundos, como por que o Universo é formado por matéria e não por outra coisa qualquer, como… nada, talvez.
Até agora, conhecemos três tipos principais de neutrinos: o muônico, o eletrônico e o tau. Mas há indícios de que um quarto tipo, ainda mais escorregadio, possa estar esperando nas sombras — o chamado neutrino “estéril”. O SBND tem como missão ajudar a comprovar sua existência.
Andrew Mastbaum, físico da Rutgers School of Arts and Sciences, afirma que os neutrinos podem ser fundamentais para responder questões gigantescas, como a busca por uma teoria que explique as menores escalas da natureza, ou até mesmo a origem do próprio Universo.
O SBND, recheado com 112 toneladas de argônio líquido ultracongelado, foi projetado para capturar interações minúsculas e efêmeras de neutrinos por meio da força nuclear fraca. A construção levou quase uma década, mas agora o detector finalmente está pronto para caçar essas partículas esquivas.
Ao redor do mundo, existem outros detectores de neutrinos, como o IceCube, na Antártida, que tenta capturar os neutrinos que vêm de reações cósmicas. No entanto, o SBND tem uma vantagem: ele pode detectar neutrinos gerados artificialmente aqui na Terra, onde temos mais controle sobre o ambiente.
O SBND trabalha em parceria com o ICARUS (Imaging Cosmic And Rare Underground Signals), um detector instalado em 2017 a 500 metros de distância. Juntos, os dois dispositivos analisam os feixes de partículas disparados pelo acelerador de partículas do Fermilab, à espera de interações raras, mas reveladoras.
A previsão é que cerca de 7.000 interações de neutrinos sejam registradas diariamente — um número expressivo, considerando o quão evasivos são esses eventos. As equipes de pesquisadores esperam que o monitoramento dessas colisões possa revelar indícios de novos tipos de neutrinos, ou até algo totalmente inesperado.
Richard Van de Water, do Laboratório Nacional de Los Alamos, explica que a detecção dos fótons produzidos durante as interações ajuda a definir o tempo exato dos eventos, oferecendo uma visão mais completa da física em ação. Com esses dados, é possível rastrear com precisão os padrões gerados pelas partículas.
O SBND tem o potencial de fornecer observações com precisão inédita, o que poderia até mesmo expor anomalias que vão além do Modelo Padrão da física, incluindo possíveis pistas sobre a misteriosa matéria escura. Não seria surpresa se, nos próximos anos, ouvíssemos muito mais sobre os achados do Fermilab, SBND e ICARUS.
De acordo com David Schmitz, da Universidade de Chicago, entender as estranhezas observadas em experimentos anteriores tem sido uma prioridade para a física de partículas nos últimos 25 anos. O SBND e o ICARUS estão agora posicionados para testar essas anomalias de forma incomparável.