Um novo telescópio abaixo da superfície do lago mais profundo do mundo iniciou uma busca pelas partículas mais elusivas do Universo.
Com informações de Science Alert.
Essas partículas minúsculas, os neutrinos , quase não têm massa e nem carga elétrica, o que os torna difíceis de observar.
A maioria dos neutrinos que existem hoje se formou durante o Big Bang , portanto, estudá-los pode oferecer insights sobre por que nosso universo se parece com o que é, bem como pistas sobre forças misteriosas como a matéria escura .
O Lago Baikal, na Rússia, oferece um meio perfeito para os cientistas observarem os neutrinos, porque essas partículas emitem luz detectável à medida que se movem em águas límpidas. A profundidade do lago também pode proteger o detector de radiação e interferência.
Então, no início deste mês, um grupo internacional de cientistas lançou o Baikal-Gigaton Volume Detector, o maior telescópio de neutrino do hemisfério norte. O detector agora está submerso entre 0,7 a 1,3 km (até 4.265 pés) abaixo da superfície do Lago Baikal. Ele mede um décimo de milha de largura, comprimento e altura.
À caça de ‘partículas fantasmas’
Os pesquisadores por trás do Detector de Volume Baikal-Gigaton, ou Baikal-GVD, estão trabalhando no projeto desde 2015.
O grupo vem da República Tcheca, Alemanha, Polônia, Rússia e Eslováquia. De acordo com a agência de notícias russa TASS, o telescópio de neutrinos custou cerca de US $ 34 (US $ 45) milhões.
Os neutrinos são as partículas mais abundantes no universo – cerca de 10 trilhões delas passam pelo seu corpo a cada segundo, sem você saber disso. Mas eles são notoriamente difíceis de detectar porque tendem a passar pela matéria sem serem absorvidos por ela, como as outras partículas.
Daí o apelido de “partículas fantasmas“: os neutrinos não são afetados por campos magnéticos e sua carga neutra significa que eles não interagem com nada. Eles também se movem na velocidade da luz.
Mas quando os neutrinos viajam rapidamente pela água, eles emitem energia conhecida como radiação de Cherenkov, que produz luz.
“Se um avião está indo muito rápido, mais rápido do que a velocidade do som, ele vai produzir som – uma grande onda de choque – de uma forma que um objeto mais lento não. Da mesma forma, uma partícula passando pela água, se for indo mais rápido do que a velocidade da luz na água, também pode produzir uma onda de choque de luz “, disse Yoshi Uchida, físico do Imperial College London, anteriormente ao Insider.
É por isso que os cientistas escolheram o Lago Baikal: sua profundidade e água límpida maximizam sua capacidade de observar essas ondas de choque de luz.
Água pura significa que haverá uma chance maior de que a radiação dos neutrinos atinja os módulos do detector.
E quanto maior o lago, maior pode ser o telescópio – e mais neutrinos ele pode detectar. O lago tem pouco mais de um quilômetro de profundidade e quase 80 quilômetros de diâmetro.
“O Lago Baikal é o único lago onde você pode implantar um telescópio de neutrinos por causa de sua profundidade”, disse Bair Shoibonov, um dos cientistas do Baikal-GVD, à AFP.
“A água doce também é importante, a clareza da água também. E o fato de haver cobertura de gelo por dois, dois meses e meio também é muito importante”, acrescentou.
Outros detectores de neutrinos foram construídos no subsolo para impedir que partículas que não podem passar pela matéria entrem. A profundidade do lago e a cobertura de gelo atuam como uma barreira semelhante.
O GVD se assemelha a um polvo gigante: tem oito grupos com oito cordas cada, e cada corda é salpicada com pelo menos uma dúzia de módulos detectores de luz.
Esses braços ondulam sob a água, esperando que os neutrinos colidam com eles. Cada módulo de vidro se parece com um globo transparente, conforme ilustrado acima. Até o momento, o GVD possui 288 módulos.
Cada uma das oito cordas dos clusters é fixada à borda do lago por âncoras pesadas.
Neutrinos podem oferecer pistas sobre o início do Universo
Os neutrinos podem ajudar os pesquisadores a resolver alguns dos maiores quebra-cabeças sobre os primeiros dias do cosmos, 13,8 bilhões de anos atrás.
Um enigma particular é que os modelos científicos do Big Bang sugerem que a matéria e sua contraparte, a antimatéria , deveriam ter sido produzidas em partes iguais. Esses dois tipos de matéria com cargas opostas deveriam, então, ter destruído um ao outro no contato, deixando um Universo vazio.
Obviamente não era o caso. Em vez disso, algo desequilibrou a balança em favor da matéria. É possível que o mesmo processo tenha criado a prima sombria da matéria, a matéria escura, ao mesmo tempo.
Portanto, os cientistas esperam que, estudando neutrinos e rastreando-os até suas origens no espaço, eles possam aprender mais sobre o que aconteceu durante os primeiros momentos críticos do Universo.
No entanto, nem todos os neutrinos que este telescópio detecta vieram do Big Bang. Alguns neutrinos existentes se formam a partir de reações nucleares – em usinas nucleares, aceleradores de partículas ou bombas nucleares – ou no Sol e outras estrelas à medida que se formam, colidem ou morrem.
A observação de neutrinos que vêm de algumas dessas outras fontes cósmicas pode aumentar a compreensão dos pesquisadores sobre a evolução das estrelas e a composição interna do sol.
O Baikal-GVD tem apenas cerca de metade do tamanho do maior detector de neutrinos da Terra, o Observatório de Neutrinos do Pólo Sul IceCube, na Antártica . Ambos usam o mesmo tipo de módulos para detectar neutrinos.
Mas, no futuro, os cientistas do Baikal-GVD esperam dobrar o tamanho do novo telescópio adicionando mais módulos.
Este artigo foi publicado originalmente pelo Business Insider .
