Cientistas descobrem ‘partícula fantasma’ mais energética da história no mar Mediterrâneo

Cientistas detectaram o neutrino mais energético já registrado na história por meio de um observatório subaquático no fundo do mar Mediterrâneo. A descoberta foi publicada nesta quarta-feira (12) na revista Nature, uma das publicações científicas mais conceituadas do mundo.

A partícula -- a segunda mais abundante do universo, atrás apenas do fóton --, foi localizada a mais de três quilômetros de profundidade do mar, próximo à costa da Sicília, na Itália, pelo detector ARCA, que pertence ao observatório europeu KM3NeT, em fevereiro de 2023.

Segundo os cientistas, esse neutrino possui cerca de 10 mil vezes mais energia do que a alcançada pelo maior acelerador de partículas do mundo, o LHC, e é aproximadamente 30 vezes mais potente que qualquer outro neutrino observado até então.

O que são neutrinos?

Neutrinos são partículas subatômicas extremamente pequenas. Eles quase não têm massa e nem carga elétrica, o que os permite atravessar objetos e até planetas inteiros sem serem notados.

As “partículas fantasmas”, como são chamados os neutrinos, não podem ser detectadas diretamente, uma vez que quase não interagem com nada. Então, como os cientistas as localizam? Olhando para os rastros que elas deixam.

No caso dessa descoberta, um neutrino de altíssima energia viajou pelo cosmos, cruzou a Terra e, ao interagir com a água do fundo do mar, gerou um múon -- uma partícula parecida com o elétron, mas muito mais massiva.

Esse múon, por ser carregado eletricamente, passou pelo detector no Mediterrâneo e deixou um rastro luminoso, como um flash azul, conhecido pelos cientistas como radiação Cherenkov.

Foi esse clarão que os cientistas conseguiram medir e, a partir dele, calcularam a energia do neutrino original. Ou seja, o múon foi a pista deixada pela “partícula fantasma” que os pesquisadores estavam tentando encontrar.

Por que eles são importantes?

Os neutrinos são importantes porque funcionam como mensageiros invisíveis do universo, carregando informações sobre os fenômenos mais extremos do cosmos. Eles nos ajudam a entender desde o Big Bang até buracos negros e explosões estelares.

Por exemplo, a maior parte dos neutrinos que passam por nós vem do núcleo do Sol, onde ocorrem reações de fusão nuclear. Como eles viajam direto para a Terra sem serem interrompidos, podem ser usados para estudarmos o coração das estrelas em tempo real.

Diferente da luz, que pode ser bloqueada por poeira e gás interestelar, essas partículas atravessam tudo sem desvios. Isso significa que elas podem trazer informações diretas sobre o interior de eventos que não conseguimos ver por outras perspectivas.

De onde veio esse neutrino?

A origem exata do neutrino ainda é um mistério, mas os cientistas acreditam que ele tenha vindo de fora da Via Láctea. Uma das hipóteses é que tenha sido produzido por um blazar, uma galáxia com um buraco negro supermassivo no centro, que emite jatos de partículas em alta velocidade.

Outra possibilidade é que o neutrino seja resquício de raios cósmicos interagindo com a luz deixada pelo Big Bang. Uma terceira, mais remota, é que ele seja resultado da desintegração da matéria escura, que compõe cerca de 25% do universo.

O telescópio submarino KM3NeT

A detecção desse neutrino ultraenergético representa um triunfo para o projeto KM3NeT, que ainda está em fase de expansão e pretende se tornar o mais poderoso observatório de neutrinos do mundo.

O observatório europeu é composto por centenas de sensores submersos que captam os sinais deixados pelas partículas. No futuro, cientistas esperam que ele possa revelar mais neutrinos desse tipo e fornecer pistas sobre sua origem.

Outros projetos, como o gigante IceCube, que funciona enterrado no gelo da Antártida, a mais de dois mil metros de profundidade, também estão ajudando os cientistas a mapear o universo de uma maneira completamente nova.