Detetor de matéria escura bate recorde ao medir neutrinos solares de energia mais baixa

Um detetor construído para procurar matéria escura mediu neutrinos solares com energias inferiores às de qualquer experiência anterior. O instrumento XENONnT alargou as observações diretas a neutrinos com energias de cerca de 17 quiloeletrão-volts, revelando um sinal dominado por partículas criadas nas reações de fusão que alimentam o Sol.

Instalado a 1400 metros de profundidade sob o maciço de Gran Sasso, em Itália, o detetor contém 5,9 toneladas de xénon líquido altamente purificado. Em raras ocasiões, um neutrino que o atravessa colide com um eletrão no xénon, produzindo minúsculos clarões de luz e sinais elétricos. Os investigadores reduziram e mediram cuidadosamente a interferência de fontes como o radão, o chumbo e o crípton radioativos, permitindo que o ténue sinal solar atingisse o limiar estatístico de cinco sigma, convencionalmente usado para anunciar uma descoberta em física de partículas.

Estes neutrinos protão-protão, ou pp, são produzidos perto do início da principal cadeia de fusão do Sol. Medições mais precisas do seu fluxo poderão, por isso, pôr à prova o conhecimento dos cientistas sobre a forma como a energia é gerada no núcleo solar.

O resultado mostra também o quanto a tecnologia de deteção de matéria escura avançou. O XENONnT ainda não encontrou matéria escura, mas a sua crescente sensibilidade está a revelar outras interações raras de partículas. Os neutrinos solares acabarão por se tornar uma fonte significativa de ruído de fundo na procura de matéria escura, criando um desafio e, ao mesmo tempo, abrindo um campo frutífero de investigação sobre neutrinos.