Neutrinos são a nova ferramenta para estudar o Universo

Partícula pode ser utilizada para medições tanto da Terra quanto de regiões do espaço nunca antes estudadas

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Cientistas da Espanha realizaram recentemente a primeira radiografia da Terra com neutrinos. As partículas são as únicas capazes de atravessar o planeta, o que ajudará a saber sobre sua densidade e seu núcleo, o que é fundamental para aumentar os conhecimentos sobre o interior da Terra. Enquanto isso, cientistas da Universidade de Massachusetts, nos Estados Unidos, conseguiram captar a primeira foto de neutrinos do Sol. Para falar sobre o assunto, o Jornal da USP no Ar conversou com a professora Renata Funchal, do Instituto de Física da USP e especialista em neutrinos.

Segundo a professora Renata, neutrinos são as partículas mais abundantes do Universo. São emitidas por todas as estrelas, bem como por todos os seres humanos. A descoberta dessas partículas se deu apenas em 1956, com o advento dos reatores nucleares. Uma de suas características principais é a de reagirem pouco com a matéria; desse modo elas passam praticamente sem alteração por qualquer corpo, atravessando-o. Os neutrinos que chegam à Terra emitidos pelo espaço representam uma ferramenta única para a física, tornando-se a terceira grande onda de experimentos, depois dos realizados com a luz e as ondas gravitacionais.

Apesar de interagirem muito pouco com os corpos, vez ou outra eles estão sujeitos a esse fenômeno. Os neutrinos utilizados para realizar essa primeira radiografia da Terra são produzidos através dos chamados raios cósmicos, que são partículas provenientes do espaço, como prótons e átomos pesados. Os neutrinos de energia mais baixa atravessam os corpos sem interação, e à medida em que eles aumentam em energia, passam a interagir com a matéria, levando à sua absorção. “Essa diferença em energia é o que possibilita acessar, através da medida desses neutrinos, a densidade da Terra” explica a professora.

Os dados obtidos para a chamada radiografia da Terra são provenientes de um experimento americano, de nome Ice Cube, que está sendo realizado há mais de dez anos no Polo Sul, a partir de um cubo de gelo de 1 km cúbico localizado nessa região. A professora explica que esse gelo é extremamente limpo e muito antigo. Essas condições permitem que ele tenha alta absorção, possibilitando essa medição através das partículas. Alguns dados são disponibilizados para acesso público. Os cientistas espanhóis foram capazes de gerar uma imagem unidimensional da Terra utilizando esses dados. A pesquisadora explica que o experimento surgiu com a intenção de estudar uma parte do céu jamais observada. “A gente acredita que cerca de 20% do Universo nunca foi visto por nós.” Isso porque historicamente o homem tem utilizado os vários tipos de luz para estudar o Universo, enquanto nesses 20% a luz não se propaga. Pelo fato de os neutrinos terem pouca interação com a matéria, eles conseguem penetrar nesses locais sem serem totalmente absorvidos.

No Brasil, em 2019, será inaugurado o Instituto Principia, em um casarão histórico onde funcionou, entre 1952 e 2009, o Instituto de Física Teórica (IFT), atualmente uma unidade da Universidade Estadual Paulista (Unesp). O instituto será um novo centro de produção e difusão de conhecimento científico, previsto para inauguração no final de 2019. O projeto convidou o professor Francis Halzen, principal pesquisador do experimento Ice Cube, para ser o primeiro membro do Comitê Internacional do instituto. Renata explica ainda que o instituto terá três áreas de atuação: centro de pesquisa internacional (no qual o professor House auxiliará nos projetos), trabalho de mentoria com alunos da rede pública do ensino médio em que for identificada aptidão para seguir a carreira de cientista nas áreas de física e matemática e contato com a sociedade. “Vamos tentar produzir ciência, buscar talentos e levar isso para a sociedade” conclui.

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