Capturando partículas no gelo antártico, o experimento IceCube

Por Eduardo Sato

Neutrinos são fascinantes partículas emitidas em reações nucleares que são muito difíceis de detectar. Para se ter uma dimensão, cerca de 100 trilhões de neutrinos atravessam seu corpo a cada segundo e em média um deles vai interagir com você em um período de 100 anos!

 

Para conseguir estudar essas partículas fantasmagóricas, cientistas desenvolveram várias ideias, como as que discutimos anteriormente. Mas uma das ideias mais fantásticas é a de um experimento conhecido como IceCube, ou “cubo de gelo”.

 

Se precisamos de um grande detector para aumentar as chances de interação com neutrinos, que tal usar o gelo da antártica? Sim! O IceCube transformou um volume de 1 quilómetro cúbico de gelo em um grande detector de neutrinos. Este volume de água seria suficiente para 400.000 piscinas olímpicas!

 

Mas como ele funciona? No gelo foram feitos vários buracos cilíndricos onde foram colocados detectores de luz, formando uma rede de detectores. Quando um neutrino interage com o gelo, é liberada uma partícula carregada como um elétron ou múon. Devido a alta energia dos neutrinos que chegam do espaço das mais diversas fontes astronômicas, essas partículas carregadas saem com uma velocidade maior que a velocidade da luz na água.

 

Quando uma partícula carregada se move acima da velocidade da luz no meio ela emite um tipo de luz chamado radiação Cherenkov. Isto é parecido com a quebra da barreira do som quando um avião atinge uma velocidade maior que a do som e ocorre um “sonic boom”. A ideia é que o campo eletromagnético gerado pela partícula não consegue acompanhá-la, sendo “deixada para trás”.

A captura

Assim, ao atravessar o gelo, essa partícula emitirá radiação Cherenkov em uma certa direção que será detectada por essa rede imensa de sensores de luz e dependendo do formato, energia e direção é possível usar estes dados para saber que tipo de neutrino atravessou o detector, qual sua energia e em que sentido ele estava viajando!

 

É incrível como a criatividade dos pesquisadores rendeu um experimento tão engenhoso! O IceCube foi construído em um período de sete anos (2004-2010) e continua sendo um dos experimentos mais modernos na pesquisa em Física de Neutrinos.  Qual será a próxima ideia criativa que revolucionar a Física?

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