Uma equipa de cientistas da Universidade de Coimbra (UC), que participa na experiência internacional XENON, registou, pela primeira vez na história, neutrinos vindos no interior do Sol com detetor de matéria escura, revelou hoje o estabelecimento de ensino superior.
O resultado da participação da equipa de cientistas da UC – que pertence ao Laboratório de Instrumentação, Engenharia Biomédica e Física da Radiação (LIBPhys) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) -, na experiência internacional XENON, está publicado na revista Physical Review Letters.
Resulta da análise dos dados adquiridos durante dois anos, de julho de 2021 a agosto de 2023.
Numa nota de imprensa enviada à agência Lusa, a Universidade de Coimbra refere que “este resultado histórico” foi obtido pelo XENONnT, um sistema com um nível de sensibilidade na deteção de matéria escura sem precedentes.
“O XENONnT foi construído para a deteção direta de matéria escura. Está instalado no laboratório subterrâneo de Gran Sasso, em Itália, debaixo de 1.300 metros de rocha, para reduzir os níveis de radiação cósmica drasticamente em relação aos que existem à superfície do nosso planeta”, informa.
De acordo com a UC, este sistema usa como alvo “seis toneladas de xénon ultra purificado”.
“Uma radiação ao passar pelo alvo pode gerar, em geral, sinais ínfimos de luz e carga. A esmagadora maioria destes sinais (mais de 99,99%) devem-se a radiações de origem conhecida, o que permite aos cientistas calcular com grande precisão o número de eventos esperados”, refere José Matias-Lopes, investigador do LIBPhys da FCTUC e coordenador da equipa portuguesa.
Para medir eventos tão raros como os dos neutrinos e da matéria escura, o requisito mais importante é que “o alvo tenha o nível mais baixo possível de radiação, para que possa distinguir o que se pretende medir”.
Todos os tipos de fontes de radiação contam: “a presente no próprio alvo de xénon e a que provém dos materiais de que é construído o XENONnT”.
“Para lidar com a mais difícil de todas, a primeira, a colaboração XENON conseguiu reduzir o nível de contaminação com o elemento radão para níveis sem precedentes graças a uma coluna de destilação com 5,5 metros de altura, especialmente desenvolvida para o efeito por esta colaboração”, indica o investigador.
O alvo do XENONnT é o local do planeta Terra com a menor radiação de fundo de toda a história da Humanidade, permitindo levar a cabo “estudos de um grande número de fenómenos particularmente raros tais como a interação de axiões solares, de neutrinos com momento magnético anómalo, de partículas análogas aos axiões, entre outros”.
“Agora, e pela primeira vez, o XENONnT consegue medir os neutrinos solares por dispersão elástica coerente neutrino-núcleo”, sustenta, acrescentando ainda que o ultrabaixo nível de radiação de fundo deste sistema de deteção aliado à sua capacidade para detetar energias muito baixas permitiu este feito científico.
A medida foi obtida com “2,72 desvios padrões de confiança, o que significa que há uma certeza de 99,65% no sinal registado ser de neutrinos solares resultantes de reações nucleares de Boro-8”, sendo esta “a primeira vez que se mede este tipo de neutrinos provenientes de uma fonte extraterrestre”.
Segundo José Matias-Lopes, estes resultados dão início a uma nova era na senda da matéria escura, ao iniciar a deteção do denominado nevoeiro de neutrinos, onde estes coexistem com a matéria escura, que por serem quase indistinguíveis dificulta a deteção deste último tipo de partículas.
“Por certo outras experiências de deteção de matéria escura estarão também em vias de obter a mesma confirmação, como já aconteceu com a chinesa ‘PandaX-4’, mas com menor significado estatístico”, conclui.
