Maxim Babenko para The New York Times
Maxim Babenko para The New York Times

Monitorando uma das partículas mais esquivas do universo

Nas profundezas de uma montanha, à espreita de fantasmas cósmicos

Dennis Overbye, The New York Times

30 Julho 2018 | 10h15

Bem em cima da fronteira com a Georgia, nos Montes do Cáucaso no sul da Rússia, encontra-se uma aldeia chamada Neytrino. Nos últimos cinquenta anos, sua atividade principal foi o estudo do menor pedacinho de matéria do universo, uma efêmera partícula subatômica chamada neutrino.

Aqui fica o Observatório Baksan de Neutrinos, um labirinto de túneis e laboratórios enterrado a três quilômetros de profundidade em uma montanha, protegido do universo exterior por 3.700 metros de rocha. No seu interior, cubas de água aguardam para registrar a fuga de neutrinos do centro do sol, de estrelas que explodem, reatores atômicos e o próprio Big Bang, que carregam mensagens através do tempo.

Os neutrinos são em sua maior parte impermeáveis a forças, como o eletromagnetismo, com as quais interagem outras partículas da natureza. Os neutrinos atravessam facilmente as rochas, a terra e os nossos corpos. As medições mais precisas, até o momento, indicam que um neutrino pesa menos de um milionésimo do peso de um elétron.

Homens e mulheres que trabalham no Baksan fazem parte de uma união subterrânea com cientistas espalhados pelo mundo todo: a Sanford Underground Research Facility de Lead, no Dakota do Sul; o Laboratório Nacional do Gran Sasso, embaixo das montanhas com o mesmo nome na Itália; o Sydbury Neutrino Observatory em Ontario, Canadá; o Super-Kamiokande, nas profundezas do Monte Ikeno, no Japão; e o IceCube, onde há uma série de detectores enterrados no gelo no Polo Sul. Todos eles tentam ouvir os sussurros  quânticos a respeito da natureza da realidade.

Uma das maiores realizações do Baksan até o momento foi a captação de neutrinos emitidos por reações termonucleares no centro do sol em cerca de 60 toneladas de gálio líquido. O experimento, chamado SAGE, ou Soviet-American Gallium Experiment, provou que os cientistas conhecem de fato o que alimenta o nosso sol. Desde a queda da União Soviética, os cientistas do Baksan tiverem de repelir tanto os ladrões quanto o governo russo para preservar o seu gálio, um elemento que custa cerca de 500 dólares o quilograma.

Os físicos sabem que há pelo menos três tipos de neutrinos, conhecidos como elétron, muon e tau neutrinos, dependendo de sua origem subatômica. Como se não bastasse, os neutrinos podem mudar de um em outro tipo. Os físicos agora debatem a existência de provas de um quarto tipo de neutrino, o dos chamados neutrinos estéreis. Este é o objeto de um novo experimento que se realiza nos túneis do Baksan.

Embora os neutrinos sejam as partículas mais leves e mais frágeis do universo, são também os mais numerosos, superando os prótons e os elétrons que constituem os nossos corpos e a matéria comum em uma proporção de um bilhão para um. E por isso os neutrinos contribuem para uma quantidade de massa em relação ao universo, assim como as estrelas visíveis.

A descoberta de um neutrino de alta energia de uma galáxia distante que passava através do detector do IceCube o Polo Sul deu origem a manchetes no mundo inteiro, em julho.

Uma nova população de neutrinos, descoberta por cientistas em uma caverna do Cáucaso, afetará os cálculos básicos da expansão do universo.

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