Termina construção de observatório nas profundezas da Antártica

Redação do Site Inovação Tecnológica - 24/12/2010

Depois de 10 anos de planejamento, testes de equipamentos e construção, está terminado o Observatório de Neutrinos IceCube.

Localizado nas profundezas do Pólo Sul, o observatório foi construído para estudar partículas subatômicas chamadas neutrinos, especialmente os neutrinos de alta energia que atravessam a Terra, fornecendo informações sobre eventos cósmicos distantes como supernovas e buracos negros.

Observatório do gelo

Mas a diferença do IceCube em relação aos telescópios espaciais e outros observatórios voltados para o estudo das partículas cósmicas é radical.

Em vez de uma gigantesca lente, ou de alguma espécie de antena dirigida para os céus, o observatório IceCube é formado por longas cordas, cada uma contendo 60 sensores ópticos, mergulhados em furos que atingem até 2,5 km de profundidade no gelo eterno da Antártica.

Foram perfurados 86 buracos, que agora contêm 5.160 sensores ópticos, cobrindo um quilômetro cúbico nas proximidades da Estação Amundsen-Scott, no Pólo Sul.

Nas profundezas geladas, escuras e silenciosas do gelo antártico, os sensores do IceCube foram projetados para captar os minúsculos flashes produzidos quando os neutrinos chocam-se com os núcleos atômicos das moléculas de água do gelo.

As cordas com os sensores foram colocadas em profundidades entre 1.450 e 2.450 metros - nessas profundidades, o gelo é absolutamente escuro, já que não recebe nenhuma luz, mas é opticamente ultratransparente.

Origem dos neutrinos

Os cientistas acreditam que alguns neutrinos vêm do Sol, enquanto outros vêm de raios cósmicos que interagem com a atmosfera da Terra ou de fontes astronômicas, como a explosão de estrelas na Via Láctea e em galáxias distantes.

Trilhões de neutrinos atravessam o corpo humano a cada segundo, mas eles raramente interagem com a matéria normal - os cientistas calculam que um neutrino pode atravessar um cubo de um ano-luz de lado feito de chumbo sem se chocar com nenhum átomo.

É por isso que o tamanho do observatório é tão importante: é necessário aumentar muito a possibilidade de colisões para que apenas algumas delas sejam detectadas pelos sensores.

Além das 86 cordas, cada uma com seus 60 sensores mergulhados no gelo, há quatro sensores na superfície para cada uma das cordas.

Uma das cordas com sensores, que formam o IceCube, desce por um furo com quase 2,5 km de profundidade, onde o gelo é ultratransparente. [Imagem: NSF/B. Gudbjartsson]

Furadeira de água quente

A construção do IceCube exigiu a idealização de uma furadeira especial, à base de água quente, que é capaz de penetrar mais de dois quilômetros de profundidade no gelo em apenas dois dias, fazendo um buraco perfeito e absolutamente limpo.

O equipamento, que consome 4,8 megawatts, foi projetado e construído por engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, que lidera o projeto.

Astrofísica dos neutrinos

Na década de 1950, Frederick Reines, ganhador do Nobel de Fisica, e outros físicos de partículas, perceberam que os neutrinos poderiam ser usados como mensageiros astronômicos.

Ao contrário da luz, os neutrinos atravessam a maior parte da matéria, o que os torna uma sonda única para os processos mais violentos do Universo, incluindo as estrelas de nêutrons e os buracos negros.

Os neutrinos que o IceCube é capaz de detectar têm energias muito superiores aos produzidos pelos aceleradores artificiais.

Ao contrário de outros grandes projetos científicos, o IceCube começou a produzir resultados científicos antes de estar pronto - veja Telescópio do gelo detecta padrão inexplicável de raios cósmicos.

Para conhecer outra iniciativa igualmente exótica para tentar capturar neutrinos e tentar iniciar para valer o campo da astrofísica dos neutrinos, veja a reportagemFísicos vão procurar matéria escura dentro de mina subterrânea.