Observatório Ice-Cube da Antártica tem um resultado negativo na busca por partículas que resolveriam mistérios cósmicos

Space Today
8 ago 2016

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Por Elis Lopes

O Ice-Cube, que  é um telescópio de neutrinos localizado no  Amundsen-Scott South Pole Station  que é uma estação de pesquisa científica dos Estados Unidos na Antártica, está tentando descobrir a partícula hipotética chamada “neutrino estéril”, que se descoberto pode indicar que exista mais dos 3 sabores conhecidos atualmente de neutrinos (elétron, múon e tau), também ajudaria a resolver o mistério da origem da matéria escura e da assimetria entre matéria e antimatéria no nosso universo.

Porém, com os recentes resultados do detector de partículas do polo sul os cientistas estão quase certos de que tal partícula não existe!

Na imagem abaixo vemos uma ilustração do detector de partículas Ice-Cube e também uma comparação com a Torre Eiffel.

Os neutrinos são partículas que praticamente não interagem com a matéria e que quase não possui massa, a cada segundo trilhões de neutrinos atravessam seu corpo. O possível quarto sabor de neutrino surgiu depois de várias pesquisas e essa partícula hipotética ( o neutrino estéril) praticamente não iria interagir com a matéria, exceto, possivelmente, através da gravidade. Mas se descoberto, o neutrino estéril, iria bagunçar o modelo padrão que permite apenas os três já conhecidos tipos de sabores.

“Se você jogar  um quarto  neutrino, isso muda tudo.”, explica Francis Halzen , professor da Universidade de Wisconsin- Madison de física e  principal investigador do neutrino para o Observatório Ice-Cube. ” Estéril significa que ele não interage com a matéria em si , embora possa dramaticamente interferir na forma dos neutrinos convencionais. ” -acrescenta Halzen.

A única maneira de “capturar” um neutrino estéril é pegá-lo no ato em que se transforma em um dos outros tipos. Várias pesquisas sugerem a existência do neutrino estéril, inclusive o Laboratório Nacional de Los Alamos na década de 1990 e mais recentemente no reator nuclear de Daya Bay, próximo a Hong Kong, mas a prova definitiva de sua existência ainda não foi confirmada, deixando os cientistas frustrados.

Mas hoje (08/08/16) com os resultados do Ice-Cube é possível que coloque essa hipótese do quarto sabor de neutrino de vez como “carta fora do baralho”. Em duas análises independentes de dados do Antartic Detector – cada uma composta de dados de um ano ou cerca de 100.000 eventos de neutrinos – a característica marcante associada ao neutrino estéril estava longe de ser encontrada, diz Halzen.  As análises foram realizadas utilizando os chamados neutrinos atmosféricos , neutrinos criados quando os raios cósmicos encidem em partículas na atmosfera superior da Terra, os  grupos poderam  concluir que há 99% de certeza de que o neutrino estéril eV-mass sugerido por experiências anteriores não existe.

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“Os teóricos estavam praticamente convencidos de que ele existia.” comenta Halzen.

Os grupos que realizam as análises, vasculhou as centenas de milhares de eventos de neutrinos que atingiram o detector Ice-Cube após atingirem a terra e percorrerem o céu do  hemisfério norte. Só os neutrinos podem viajar através do planeta desimpedido e a Terra serve como uma tela eficaz, que filtra todos os outros tipos de partículas. O Ice-Cube consiste em 5.160 sensores de luz para detecção de cristais de gelo congelados da Antártica, assim os neutrinos são detectados quando ocasionalmente colide o núcleo, formando um múon e posteriormente um traço de luz azul Cherenkov.

A pesquisa conduzida pelas equipes do Ice-Cube olhou para eventos de neutrinos que ocorrem na faixa de energia de 320 GeV a 20 TeV,  nesta faixa, Halzen observa que  neutrinos estéreis iriam produzir uma assinatura muito distinta. O quarto sabor de neutrino ajudaria a preencher a lacuna da teoria que prevê que alguns neutrinos provenientes de uma determinada fonte (seja ele um reator nuclear, o Sol ou a atmosfera) iria mudar de um tipo de neutrino para outro, bem como alguns outros mistérios cósmicos, a assimetria entre matéria e antimatéria e a origem da matéria escura.

“Este novo resultado destaca a versatilidade do Observatório de neutrinos Ice-Cube. Não é apenas um instrumento para a exploração de um  universo violento, mas permite estudos detalhados sobre as propriedades dos próprios neutrinos.”, segundo Olga Botner , uma professora de física e astronomia na Universidade de Uppsala, na Suécia e porta-voz da colaboração do  Ice-Cube.
“O resultado negativo nessa busca pelo neutrino estéril indica que a física de partículas permanecerá no escuro sobre a origem da pequena massa do neutrino, se eles tiverem massa, em primeiro lugar.” conclui Halzen.

-Elis Lopes

Fonte pelo site Daily Galaxy.

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Comentários

  • Raphael Sparda

    Gostei. !!! Poderia haver mais publicações sobre as notícias da física de partículas