D17 Detecção de Partículas e Neutrinos

Tópico

Detectores de partículas cósmicas expandem a astronomia para o domínio multimensageiro já descrito, mas o fazem detectando partículas em vez de fótons.

Um enorme volume de um meio transparente natural, como gelo ou água, instrumentado com sensores de luz, detecta o clarão de radiação Cherenkov emitido por uma partícula secundária produzida pela interação de um neutrino com esse mesmo meio, à medida que a partícula viaja através do meio mais rápido que a própria luz. O ângulo em que esse clarão é emitido é determinado precisamente pelas propriedades ópticas do próprio meio. Enquanto isso, conjuntos de detectores terrestres que cobrem vastas áreas detectam a chuva de partículas secundárias produzida quando raios cósmicos de alta energia atingem a atmosfera superior da Terra.

Grandes detectores subterrâneos preenchidos com água ultrapura capturaram, pela primeira vez, neutrinos de uma supernova próxima simultaneamente com sua própria luz visível. Esses mesmos detectores também demonstraram que os neutrinos oscilam entre diferentes tipos durante sua trajetória, o que implica que esses neutrinos possuem massa, contrariando suposições anteriores. Assim, desde a extensão da astronomia ao domínio das partículas, com a qual este documento se inicia, até a descoberta da massa do neutrino, com a qual se conclui, e incluindo a radiação Cherenkov e os chuveiros de partículas secundárias, os detectores de partículas cósmicas revelam que mensageiros quase fantasmagóricos, que mal interagem com a matéria por onde passam, deixam, no entanto, um rastro mensurável em seu caminho.

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