Raríssimas partículas 'fantasmas' do Sol são capturadas na Itália

Um trabalho apresentado na XXIX Conferência Internacional de Física e Astrofísica de Neutrinos, realizada de forma virtual no período de 22 de junho a 2 julho deste ano, revelou a detecção, pela primeira vez na história, de neutrinos solares produzidos por CNO, as chamadas "partículas fantasmas".  

Para se avaliar o alcance dessa descoberta, é preciso percorrer o caminho pelo qual a retirada da energia dos átomos ocorre. Para funcionar, o Sol utiliza o processo de fusão nuclear que, diferente da fissão que fazemos aqui na Terra, funde elementos como o hidrogênio e o hélio.

Há duas formas de fusão nas estrelas: a cadeia próton-próton (responsável por 99% da energia solar) e o ciclo CNO (carbono-nitrogênio-oxigênio). Em ambas, ocorre a liberação de energia através de dois tipos de partículas: os fótons (que interagem com a matéria), e os neutrinos, dificílimos de se detectar.

Fonte: US Department of Energy/Reprodução

A viagem das partículas fantasmas

Os neutrinos produzidos pelo ciclo CNO são partículas subatômicas praticamente sem massa e passam através da matéria comum como se esta não existisse, por isso o termo “fantasma”.

Quando as fantasmas saem do núcleo solar junto com os fótons, elas chegam à superfície do Sol quase instantaneamente, enquanto os fótons levam até 100 mil anos, apesar de ambos viajarem à velocidade da luz.

Embora neutrinos criados durante o processo próton-próton sejam detectados de forma quase rotineira pelos físicos, é a primeira vez que neutrinos produzidos pela CNO viajam diretamente do Sol para um detector de neutrinos enterrado nas profundezas de uma montanha italiana, o Borexino.

O que é o Borexino?

Fonte: Laboratori Nazionali del Gran Sasso/Reprodução

Operando no Laboratori Nazionali del Gran Sasso próximo à cidade de L’Aquila na Itália, o Borexino é um grande tanque com 18 metros de altura que contém 280 toneladas de um líquido cintilante que pisca quando seus elétrons interagem com um neutrino. Um brilho mais alto pode ser indicativo de um neutrino de CNO.

Comparar a quantidade de neutrinos CNO observada com o número de neutrinos próton-próton já conhecido ajudará a revelar o quanto da composição “metálica” do Sol é constituída por elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio, como carbono, nitrogênio e oxigênio.

Para o físico Gioacchino Ranucci, um dos porta-vozes do laboratório: “Com esse resultado, o Borexino desvendou completamente os dois processos que alimentam o Sol".