Inovação na detecção de “fantasmas do Universo” promete revolucionar a física de partículas

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Um artigo publicado nesta quarta-feira (30) na revista Nature relata a detecção de neutrinos – ou “partículas fantasmas” – usando um método totalmente oposto ao habitual.

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Esse avanço pode permitir ir além do que os olhos alcançam, explorando os componentes mais secretos do Universo.

Em poucas palavras:

• Uma equipe de pesquisadores conseguiu detectar neutrinos usando uma técnica diferente;
• Conhecidos como “partículas fantasmas”, os neutrinos atravessam tudo sem deixar rastros visíveis;
• Até então, para detectá-los, eram utilizados tanques colossais de água ou gelo, que além de imensos são muito caros;
• O novo método deve impactar não só a física, como também a segurança nuclear e o estudo do Universo.

Por que “partículas fantasmas”?

Neutrinos são partículas minúsculas, sem carga elétrica, capazes de atravessar qualquer objeto sólido no Universo. Eles passam direto por planetas, prédios e até pelo nosso corpo, sem deixar vestígios. E é por serem tão discretos que são apelidados de “partículas fantasmas”. A cada segundo, 60 bilhões deles, vindos do Sol, atravessam cada centímetro quadrado de nós.

Detectar essas partículas é um enorme desafio. Normalmente, os cientistas usam tanques gigantes de água limpa ou blocos de gelo subterrâneo, esperando que algum neutrino mais energético colida com um átomo e produza um leve clarão. São estruturas caras, imensas e difíceis de construir e manter, como, por exemplo, o IceCube, na Antártida, ou o HyperKamiokande, no Japão.

Acontece que nem todos os neutrinos são superenergéticos. Alguns têm baixa energia e, ainda assim, conseguem interagir com a matéria de forma diferente. Esse tipo de interação é chamada de CEvNS (sigla para Espalhamento Elástico Coerente Neutrino-Núcleo). Nela, o neutrino bate no núcleo inteiro de um átomo e provoca um movimento quase imperceptível, mas pode ser medido com equipamentos muito sensíveis.

O experimento CONUS+ usou essa técnica para detectar antineutrinos – a versão “espelhada” dos neutrinos. Com um detector de apenas três quilos, instalado a 20,7 metros do reator nuclear de Leibstadt, na Suíça, a equipe conseguiu captar o sinal dessas partículas quase invisíveis. Durante 119 dias, registraram 395 interações, número que bate com os cálculos da teoria.

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Estudar neutrinos pode ficar mais simples e barato com novo método

“Confirmamos com sucesso a sensibilidade do experimento CONUS+ e sua capacidade de detectar o espalhamento de antineutrinos em núcleos atômicos”, disse um dos autores do estudo, Christian Buck, cientista do Instituto Max Planck de Física Nuclear, na Alemanha, em um comunicado.

A principal novidade do experimento está em mostrar que é possível detectar neutrinos sem estruturas gigantes. Dessa forma, o CONUS+ abre caminho para uma forma mais prática e acessível de estudar essas partículas tão misteriosas, podendo ajudar a melhorar o modelo atual da física de partículas e talvez até revelar fenômenos que ainda não conseguimos explicar.

Essa nova abordagem promete revolucionar não só a física de partículas, mas também áreas como a segurança nuclear e a astrofísica. Detectores compactos e sensíveis como o CONUS+ podem, no futuro, ser usados para monitorar reatores em tempo real ou estudar eventos cósmicos distantes sem depender de instalações colossais. Ao tornar a detecção de neutrinos mais acessível, essa técnica inaugura uma nova era na investigação do invisível – um passo fundamental para entender os componentes mais sutis e intrigantes do Universo.