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Confirmada a primeira detecção de neutrinos em acelerador de partículas

Por| Editado por Patricia Gnipper | 22 de Março de 2023 às 20h53

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Maximilien Brice/Cern
Maximilien Brice/Cern

Pela primeira vez, as “partículas fantasmas” foram detectadas em um colisor de partículas sem nenhuma sombra de dúvida. Os pesquisadores usaram o Large Hadron Collider (LHC) para produzir neutrinos de alta energia e os resultados serão apresentados em uma conferência na Itália.

Embora neutrinos estejam entre as partículas mais abundantes (perdendo só para os fótons), não é fácil detectá-las. É que eles não interagem muito bem com a matéria, por isso atravessam quaisquer objetos do universo — inclusive seu corpo, nesse exato momento.

Bilhões de neutrinos passam por nós a cada momento, sem nenhuma interação com nossas partículas. Mas, às vezes, alguns interagem muito brevemente, deixando algum tipo de rastro.

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Para observar os neutrinos, os cientistas criam detectores bem afastados de qualquer tipo de radiação, como é o caso do IceCube, enterrado no gelo da Antártica. Quando o neutrino interage com a matéria do detector, é uma partícula (elétron, múon ou tau) é ejetada.

Se essa partícula atingir uma velocidade maior que a luz naquele mesmo meio — a velocidade da luz depende do meio onde ela se propaga —, uma luz azul é emitida. O problema é que neutrinos de alta energia, emitidos por eventos como atividade em buracos negros, são ainda mais difíceis de detectar.

O detector usado no LHC consiste em placas de tungstênio de espessura milimétrica alternadas com camadas de filme de emulsão — 730 filmes, no total. A alta densidade do tungstênio aumenta a probabilidade de interação com neutrinos; foi utilizada cerca de 1 tonelada do elemento.

Após a detecção, as placas são reveladas (mais ou menos como um filme fotográfico) para serem analisadas. Assim, os cientistas podem dizer quais rastros foram produzidos e que tipo de partículas os produziram.

Esse experimento foi realizado em outras ocasiões, com algumas partículas candidatas a neutrinos: uma em 2018 e outra mais promissora em 2021. Agora, durante o novo ciclo de execuções do LHC, os pesquisadores confirmaram definitivamente a descoberta.

Restam ainda cerca de três anos da nova execução do LHC e as expectativas são de produzir por volta de 10.000 interações de neutrinos, segundo as estimativas do físico David Casper, da UC Irvine. Isso pode trazer implicações importantes para a astronomia de partículas, como pistas sobre a energia escura do universo.

Fonte: UCI News