Novo recorde de neutrinos: os cientistas confundem as fontes cósmicas!

Novo recorde de neutrinos: os cientistas confundem as fontes cósmicas!

O detector de neutrinos IceCube, localizado no Pólo Sul e que se estende até 2,5 quilômetros de profundidade no gelo, está em uso desde 2009 para pesquisar as fontes dos raios cósmicos. Cientistas, incluindo pesquisadores da Universidade Ruhr Bochum, enfrentam o desafio de que a maioria dos neutrinos detectados venha da atmosfera da Terra. Este fato torna difícil identificar claramente as fontes cósmicas. Os neutrinos são conhecidos como “partículas fantasmas” porque passam pela matéria sem interagir com ela. Mas o IceCube fez recentemente um avanço significativo: um neutrino cósmico de energia extremamente alta foi detectado com uma energia de 220 petaelétrons-volts, que é 22 quatrilhões de vezes a energia de um elétron. Esta descoberta foi capturada pelo Telescópio de Neutrinos Kilometer Cube (KM3NeT) no Mar Mediterrâneo e representa um novo recorde na astronomia de neutrinos, depois que o IceCube detectou anteriormente neutrinos em 6,5 petaelétron-volts e 10 petaelétron-volts.

Os investigadores continuam a trabalhar intensamente para determinar a origem destes neutrinos. A origem do neutrino recentemente detectado e o processo de sua geração não são claros, possíveis fontes poderiam ser buracos negros supermassivos ativos ou explosões de supernovas. Partículas carregadas, como prótons, são desviadas por campos magnéticos, dificultando o rastreamento de sua origem. A professora Anna Franckowiak, que lidera o Grupo de Trabalho de Astronomia Multi-Comprimento de Onda e Multi-Mensageiro, espera descobrir uma supernova na Via Láctea que possa produzir um grande número de neutrinos.

Melhorando os métodos de detecção

Para melhorar a detecção e análise de neutrinos, a equipe do IceCube está desenvolvendo novas tecnologias. Como parte da fase preliminar Gen2 da atualização do IceCube, que está programada para ser concluída até 2024, estão sendo desenvolvidos sistemas de leitura inteligentes para transmissão de dados, bem como sensores ópticos novos e mais potentes. Esses sensores podem coletar quase três vezes mais luz que os modelos atuais. O uso de sensores de 24 pixels em vez de sensores de pixel único e deslocadores de comprimento de onda para melhorar a transmissão de luz são avanços adicionais esperados.

Métodos de aprendizado de máquina também são usados ​​para classificar eventos de neutrinos de forma mais eficiente. Essas tecnologias permitem a filtragem acelerada de dados relevantes das medições, permitindo que a equipe torne mais visíveis até mesmo os sinais fracos. Em 2023, o sinal de neutrinos da Via Láctea tornou-se visível, o que representa um passo significativo na investigação.

O desafio dos raios cósmicos

Apesar de seus sucessos, o IceCube não descobriu uma fonte de neutrinos com a importância necessária no passado. Uma fonte só é considerada comprovada se a probabilidade de origem cósmica for de 1:1,7 milhão (5 sigma). Até agora, um neutrino com probabilidade de 3 sigma foi atribuído a um blazar, outros neutrinos detectados em 2022 e 2023 tinham probabilidades de 3,2 sigma e 4,2 sigma, respectivamente, que estavam associados a um núcleo galáctico ativo. No entanto, a procura da origem destas partículas continua a ser um desafio central.

A combinação dos resultados de vários projetos de investigação, como a já mencionada colaboração com o KM3NeT e os métodos de deteção melhorados, poderá lançar luz sobre o misterioso comportamento dos raios cósmicos no futuro. Os investigadores estão confiantes de que novos desenvolvimentos na experiência IceCube darão uma contribuição significativa para a nossa compreensão do universo.