A pesquisa em neutrinos, partículas fantasmagóricas que emanam de estrelas distantes e passam por nós a cada segundo, está prestes a dar um salto significativo. Estas partículas, conhecidas como neutrinos, são notáveis pela sua capacidade de interagir minimamente com a matéria, permitindo-lhes atravessar barreiras robustas como aço e chumbo sem impedimentos.
Originários de várias fontes, os neutrinos são produzidos tanto por supernovas – explosões estelares espetaculares que marcam o fim da vida das estrelas mais massivas – quanto por processos mais próximos de casa, como o decaimento radioativo nas rochas da Terra, reações no sol e até mesmo nas auroras do nosso planeta. Estas partículas desempenham um papel crucial em várias áreas da ciência, e a necessidade de métodos mais avançados para detectá-las nunca foi tão premente.
Neste contexto, surge o Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen (JUNO), atualmente em construção na província de Guangdong, na China. Este projeto ambicioso visa detectar neutrinos com uma sensibilidade sem precedentes. A maioria dos detectores de neutrinos são vastos recipientes preenchidos com líquido, projetados para maximizar as chances de interação com estas partículas evasivas. O JUNO, no entanto, não é apenas mais um detector. Quando concluído, será vinte vezes maior do que qualquer outro de seu tipo, tornando-se uma ferramenta inigualável na busca por neutrinos. Yufeng Li, membro da colaboração JUNO no Instituto de Física de Alta Energia (IHEP) em Pequim, destaca a singularidade e a importância deste observatório para a comunidade científica.
Com previsão de início de operações em 2024, o JUNO não se limitará apenas em tamanho, mas também em sensibilidade. Será capaz de detectar variações sutis nas energias dos neutrinos, uma característica que o distingue de seus predecessores. Um dos objetivos mais ambiciosos do observatório é a detecção precoce de neutrinos de estrelas que estão no final de suas vidas, mas que ainda não explodiram. Esta capacidade permitirá que os telescópios capturem essas estrelas em seu ato final e destrutivo. Irene Tamborra, física do Instituto Niels Bohr na Dinamarca, explica que, devido à natureza fraca dos neutrinos, eles chegam à Terra horas antes dos fótons. Esta antecipação pode fornecer pistas valiosas sobre o processo de explosão de uma estrela.
Além disso, o JUNO terá a capacidade de alertar astrônomos horas ou até dias antes da explosão iminente de uma estrela, permitindo-lhes preparar e direcionar seus telescópios com precisão. Esta capacidade é de imenso valor para cosmólogos que buscam compreender o universo em sua totalidade. O observatório também buscará neutrinos produzidos mais perto de casa, especificamente de reatores nucleares. As usinas nucleares de Yangjiang e Taishan, próximas ao local do JUNO, são fontes produtoras dessas partículas. Interessantemente, os neutrinos existem em três “sabores” distintos: eletrônico, tau e múon. Estas partículas podem alternar entre seus estados em oscilações, e o JUNO ajudará os cientistas a entender melhor essas transições.
John Beacom, astrofísico da Universidade Estadual de Ohio, antecipa descobertas surpreendentes com a implantação de experimentos poderosos como o JUNO. Vale ressaltar que o JUNO não está sozinho nesta busca. O Super-Kamiokande no Japão, atualmente o maior detector de neutrinos líquidos, está planejando uma atualização significativa. Os Estados Unidos também estão entrando na corrida com planos para o Experimento de Neutrinos Subterrâneos Profundos. No entanto, Yifang Wang, presidente do IHEP, acredita que o JUNO tem uma vantagem inicial na descoberta de propriedades fundamentais dos neutrinos.
Independentemente de quem saia na frente, o JUNO representa um avanço significativo na física e astrofísica dos neutrinos. Como Beacom observa, o observatório ampliará nossa compreensão do universo, e a comunidade científica aguarda ansiosamente suas contribuições. Em resumo, o futuro da pesquisa em neutrinos parece promissor, e o JUNO está posicionado para liderar essa nova era de descobertas.
Fonte:
https://www.popsci.com/science/juno-neutrino-detector-supernova/
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Artigo original:
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