Partícula ‘fantasma’ é detectada sobre a Terra

Usando cubas gigantes de líquido orgânico enterradas sob uma montanha na Itália, os cientistas têm uma nova luz sobre as origens das partículas fantasmagóricas conhecidas como neutrinos gerados pela Terra.

Esta pesquisa poderia produzir insights sobre quais elementos radioativos residem nas profundezas da Terra e como eles influenciam as entranhas do planeta, os pesquisadores acrescentaram.

Neutrinos são partículas subatômicas geradas por reações nucleares e pelo decaimento radioativo de átomos instáveis. Eles são infinitamente pequenos – 500.000 vezes mais leves do que o elétron.

Neutrinos não possuem carga elétrica e só raramente interagem com outras partículas, de modo que podem deslizar através da matéria facilmente (tanto é que bilhões de neutrinos gerados pelo Sol atravessam seu corpo e todo o planeta a cada segundo e ninguém percebe). Ainda assim, os neutrinos ocasionalmente atacam os átomos. Quando isso acontece, eles emitem flashes de luz, que os cientistas já usaram para confirmar a existência das partículas.

O decaimento de elementos radioativos dentro da Terra envia fluxos de neutrinos que os cientistas podem detectar na superfície do planeta. Estes “geoneutrinos” podem revelar novas coisas sobre o interior do planeta. Por exemplo, embora muito do calor interno da Terra seja resultado de sua criação violenta, parte dele vem do decaimento de elementos radioativos. Mas ninguém sabe ao certo o quanto. Geoneutrinos podem revelar quais diferentes isótopos radioativos estão espalhadas por todo interior da Terra e como eles influenciam a atividade geológica, tais como o fluxo de rochas e quaisquer terremotos e vulcões resultantes.

“As fontes de calor produzem movimentos da grande quantidade de material,” disse o co-autor Aldo Ianni, um físico de partículas experimental no Laboratório Nacional Gran Sasso, na Itália.

Para detectar geoneutrinos, Ianni e seus colegas empregaram o detector de neutrinos Borexino no Gran Sasso. Este instrumento utiliza mais de 2.200 sensores para detectar os flashes de luz que neutrinos emitem nos casos extremamente raros em que eles interagem com cerca de 300 toneladas de um líquido orgânico especial. Tudo isso está alojado no centro de uma grande esfera cercada por 2.400 toneladas de água pura  nas montanhas dos Apeninos.

Os pesquisadores relatam agora o mais extenso conjunto de dados já recolhido dos geoneutrinos. Depois de analisar 2.056 dias de medições, eles detectaram cerca de 24 geoneutrinos.

A análise das energias destes geoneutrinos sugere que cerca de 11 vieram de manto da Terra (a camada quente e rochosa imprensada entre o núcleo e a crosta) e cerca de 13 vieram da crosta, disse Ianni. Os geoneutrinos que os cientistas detectaram até agora sugerem que cerca de 70% do calor no interior da Terra existe devido à radioatividade, embora ainda exista uma grande incerteza em tal número, Ianni disse. A fim de obter resultados mais definitivos, eles seriam obrigados a recolher dados por cerca 17 anos.

Ianni disse que, no futuro, os cientistas poderiam colocar vários detectores de geoneutrinos ao redor da Terra. Isso poderia ajudar os pesquisadores a detectar elementos radioativos e onde estão espalhados por todo o interior do planeta, para ajudar a identificar como seu calor influencia a atividade interna.

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