Detectado antineutrino do eltron, comprovando teoria de 60 anos

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 10/03/2021

Este grfico 3-D, com colunas de esferas verdes, azuis, amarelas e laranja e outras formas redondas, fornece uma representao visual da deteco do evento de ressonncia Glashow.
[Imagem: IceCube Collaboration]

Antineutrino do eltron

Uma partcula de alta energia, chamada antineutrino do eltron, chispava tranquila atravs do espao, quase velocidade da luz, quando calhou de cruzar com a Terra.

Normalmente, a partcula quase fantasmagrica passaria direto pelo planeta como se ns nem existssemos – um neutrino tem to pouca massa que se estima que ele cruzaria um cubo de chumbo com um ano-luz de aresta sem acertar nenhum tomo.

Mas essa partcula por acaso se chocou com um eltron nas profundezas do gelo do Plo Sul. A coliso criou uma nova partcula, conhecida como bson W. Esse bson decaiu rapidamente, criando uma chuva de partculas secundrias.

S sabemos disso porque tudo se desenrolou diante dos vigilantes detectores de um enorme telescpio enterrado no gelo da Antrtica, o Observatrio de Neutrinos IceCube.

Isso permitiu ao IceCube fazer a primeira deteco de um evento conhecido como “ressonncia Glashow”, um fenmeno previsto h 60 anos pelo fsico ganhador do Nobel Sheldon Glashow [1932-].

Esta deteco representa a mais recente confirmao do Modelo Padro, o nome da teoria da Fsica de partculas que explica as foras e as partculas fundamentais do Universo.

Jornada do antineutrino do eltron (linha azul pontilhada) at sua deteco na Antrtica.
[Imagem: IceCube Collaboration]

Ressonncia Glashow

Um evento de ressonncia de Glashow requer um antineutrino do eltron com uma quantidade csmica de energia – pelo menos 6,3 PeV (peta-eltron-volts, ou 10¹⁵eltron-volts). Isso cerca de 1.000 vezes mais energia do que as partculas mais energticas produzidas pelos aceleradores de partculas mais poderosos da Terra.

Desde que o IceCube comeou a operar totalmente, em 2011, ele detectou centenas de neutrinos de alta energia. No entanto, um neutrino especial, que acertou os detectores em 6 de dezembro de 2016, foi apenas o terceiro com uma energia superior a 5 PeV.

E simplesmente ter um neutrino de alta energia no suficiente para detectar um evento de ressonncia Glashow. O neutrino tem que interagir com a matria. Felizmente, o IceCube engloba uma grande quantidade de matria na forma do gelo da Antrtica.

Este o Observatrio de Neutrinos IceCube – ou, pelo menos, a parte dele que fica acima do gelo.
[Imagem: IceCube/NSF]

Sem surpresa

O conjunto de detectores do observatrio foi construdo no gelo, cobrindo cerca de 4.000 m² com sensores que chegam a cerca de um quilmetro de profundidade. Ao todo, o IceCube conta com um quilmetro cbico de cobertura, observando mais de um bilho de toneladas de gelo extremamente claro.

Isso o que necessrio para detectar neutrinos – alm de uma equipe de cientistas com habilidade e determinao suficientes para detectar esses eventos raros na montanha de dados que os sensores geram todos os dias.

“Encontr-lo no foi necessariamente uma surpresa, mas isso no significa que no fiquei muito feliz em v-lo,” comentou o professor Claudio Kopper, membro da equipe do IceCube.

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