Observatório na Antártida detecta primeiros sinais de neutrinos cósmicos.

Um par de neutrinos detectados na Antártida pode ser a primeira evidência dessas partículas fantasmagóricas vindas de fora do sistema solar. Se a descoberta for confirmada, pode resolver uma série de enigmas cósmicos. As partículas chamadas neutrinos não têm carga e sua massa é desprezível, o que significa que eles podem viajar através do espaço independentemente da matéria e campos eletromagnéticos, isto é, eles podem atravessar qualquer tipo de material.

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Detectar neutrinos cósmicos pode oferecer uma maneira sem precedentes de estudar objetos através de grandes distâncias, semelhante à maneira como a luz infravermelha nos permite perscrutar opacas nuvens de poeira cósmicas para ver as estrelas em formação. Por exemplo, a detecção de neutrinos seria uma forma de identificar as fontes dos raios cósmicos. Acredita-se que esses raios vêm de alguns dos mais poderosos aceleradores de partículas do universo, tais como intensas supernovas – uma explosão de uma estrela massiva.

Mas os raios cósmicos carregados são desviados por campos magnéticos enquanto viajam, tornando-os difíceis de observar. Os mesmos processos que geram os raios também devem criar neutrinos, que podem ser traçados diretamente de volta às suas origens.

Neutrinos de energia mais baixos são constantemente observados, e são provenientes do Sol e de raios cósmicos que colidem com a atmosfera da Terra. Para se ter uma ideia, um trilhão de neutrinos vindos do Sol atinge seu corpo a cada segundo.

Em 1987, três detectores subterrâneos também viram neutrinos provenientes de uma supernova na galáxia vizinha chamada Grande Nuvem de Magalhães. Desde então, todas as tentativas de detectar neutrinos de fora do sistema solar têm sido em vão.

Em junho do ano passado, o observatório IceCube, na Antártida, observou dois neutrinos candidatos, encontrados por acidente quando a equipe analisava dados. Bert e Ernie, como foram carinhosamente apelidados, tinham energias de cerca de 1 petaelectronvolt (PEV).

O IceCube monitora um quilômetro cúbico de gelo no polo sul. É feito de 5160 módulos ópticos digitais embutidos como cordas verticais em profundidades que variam entre 1,45 e 2,45 quilômetros abaixo da superfície. Estes módulos olham para a luz emitida quando neutrinos golpeiam o gelo.

De acordo com uma análise feita pelos pesquisadores do IceCube, divulgada essa semana, as chances de que Bert e Ernie sejam neutrinos provenientes de fora do sistema solar são de 370 para 1. Em outras palavras, há uma chance razoável de que essas partículas vieram de regiões distantes da galáxia  – ou além.

Ainda há uma chance de que os neutrinos de alta energia foram feitos na nossa atmosfera, mas que também poderia ser algo interessante, uma vez que o IceCube só registrou neutrinos atmosféricos com energias de até algumas centenas de teraelectronvolts (TeV).

Em teoria, quando os raios cósmicos atingem a atmosfera superior, eles podem produzir partículas chamadas mésons charm, que podem então decair em neutrinos de alta energia, como Bert e Ernie. Na prática, nenhum jamais foi visto.

“Mas você tem que aceitar a possibilidade de que eles existem”, diz Francis Halzen, pesquisador  na Universidade de Wisconsin-Madison. Ver neutrinos feitos pelo decaimento do méson ajuda a entender melhor o processo e permite distinguir entre todos os possíveis sinais atmosféricos e neutrinos de fontes mais distantes.

A equipe do IceCube já começou a peneirar os dados existentes à procura de mais detecções de tais neutrinos de alta energia. Encontrar novos neutrinos cósmicos deve afastar a possibilidade de que esses tenham origem terrestre ou solar.

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