Os cientistas chamam isso de "partícula fantasma". Quase não tem massa, desenvolve uma velocidade próxima à da luz e se esconde de pesquisadores de todo o mundo há três décadas consecutivas. Estamos falando de neutrinos, que os físicos agora estão batendo em laboratórios do Paquistão à Suíça. Os neutrinos são formados quando os elementos radioativos decaem. Eles estão no sol, outras estrelas e até mesmo em nossos próprios corpos. Um neutrino atravessa uma grande quantidade de matéria sem dificuldade. Então, como os cientistas estudam essa partícula elusiva?
GERDA
Este aparelho sofisticado, o GERmanium Detector Array (GERDA), ajuda os cientistas a entender por que existimos. O GERDA procura neutrinos monitorando a atividade elétrica dentro de cristais de germânio puro isolados nas profundezas de uma montanha na Itália. Os cientistas que trabalham com o GERDA esperam encontrar um tipo muito raro de decomposição radioativa. Quando o Big Bang gerou nosso universo (13,7 bilhões de anos atrás), uma quantidade igual de matéria e antimatéria deveria ter se formado. E quando a matéria e a antimatéria colidem, elas se destroem, deixando para trás nada além de pura energia. Então, de onde viemos? Se os cientistas pudessem detectar esses sinais de decadência, isso significaria que o neutrino é uma partícula e uma antipartícula ao mesmo tempo. É claro que essa explicação removerá a maioria das questões de nosso interesse.
SNOLAB
O Observatório Canadense de Neutrinos de Sudbury (SNO) está enterrado a cerca de dois quilômetros de profundidade. A divisão SNO + investiga neutrinos da Terra, do Sol e até de supernovas. O coração do laboratório é uma enorme esfera de plástico preenchida com 800 toneladas de um líquido especial chamado cintilador líquido. A esfera é cercada por uma concha de água e mantida no lugar por cordas. A coisa toda é controlada por uma série de 10.000 detectores de luz extremamente sensíveis chamados tubos fotomultiplicadores (PMTs). Quando os neutrinos interagem com outras partículas no detector, o cintilador líquido é iluminado e o PMT lê os dados. Graças ao detector SNO original, os cientistas agora sabem que pelo menos três tipos diferentes, ou "sabores", de neutrinos podem ser transportados de um lado para outro no espaço-tempo.
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Cubo de gelo
E este é o maior detector de neutrinos do mundo. IceCube, localizado no Pólo Sul, usa 5.160 sensores espalhados por mais de um bilhão de toneladas de gelo. O objetivo é obter neutrinos de alta energia de fontes cósmicas extremamente violentas, como estrelas em explosão, buracos negros e estrelas de nêutrons. Quando os neutrinos se chocam contra as moléculas de água do gelo, eles liberam erupções de alta energia de partículas subatômicas que podem viajar vários quilômetros. Essas partículas se movem tão rápido que emitem um pequeno cone de luz chamado cone Cherenkov. Os cientistas esperam usar as informações recebidas para reconstruir o trajeto dos neutrinos e determinar sua origem.
Baía Daya
O experimento do neutrino ocorre em três enormes salões ao mesmo tempo, enterrados nas colinas da Baía de Daya, na China. Seis detectores cilíndricos, cada um contendo 20 toneladas de cintilador líquido, são agrupados em salas e cercados por 1000 PMTs. Eles se afogam em poças de água limpa, bloqueando qualquer radiação circundante. Um grupo próximo de seis reatores nucleares produz milhões de quatrilhões de antineutrinos eletrônicos inofensivos a cada segundo. Este fluxo de antineutrino interage com um cintilador líquido para emitir flashes curtos de luz que são captados pelo PMT. Daya Bay foi construída para estudar as oscilações de neutrinos.
