A 1,6 quilômetro abaixo da superfície, no estado americano de Dakota do Sul, cavernas gigantescas estão sendo preparadas para ajudar a responder uma das perguntas mais antigas da humanidade: como surgiu o universo?
O caminho até o subterrâneo O trajeto até o local exige o uso de um elevador que conduz pesquisadores às profundezas terrestres. Na cidade de Lead, a infraestrutura vai abrigar detectores de partículas essenciais para desvendar mistérios cósmicos, contando com equipamentos criados pela Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
O objetivo das escavações profundas As cavidades foram abertas para acomodar detectores voltados ao estudo de neutrinos, conhecidos como partículas fantasmas devido à dificuldade de observação. Produzidos em fenômenos como reações nucleares do Sol, eles atravessam planetas e o corpo humano sem interagir com a matéria.
A localização subterrânea é estratégica para bloquear a radiação cósmica da superfície e minimizar interferências. O experimento funcionará com feixes de neutrinos gerados em um acelerador no Fermilab, próximo a Chicago, que percorrerão cerca de 1,3 mil quilômetros pela Terra até os detectores com argônio líquido em Dakota do Sul. As escavações terminaram em agosto de 2024 e o foco agora é a instalação dos aparelhos.
A contribuição da tecnologia brasileira A atuação do Brasil é central no funcionamento dos instrumentos. Equipes lideradas pela Unicamp criaram duas tecnologias cruciais para o laboratório subterrâneo: um sistema de purificação de argônio líquido e o dispositivo X-Arapuca.
“Os pesquisadores do Brasil, liderados pela Unicamp, conseguiram desenvolver uma metodologia inovadora de purificação de argônio líquido para remover oxigênio e nitrogênio”, explicou o físico Pascoal Pagliuso, coordenador da pesquisa na universidade.
O sistema remove impurezas de 17 mil toneladas de argônio em cada um dos quatro detectores previstos. Já o X-Arapuca atua na captação dos raros sinais luminosos gerados quando os neutrinos interagem com a substância.
Segundo a física Ana Amélia Bergamini Machado, da Unicamp, os registros dos sensores possibilitam a medição de propriedades energéticas das partículas. O megaprojeto de R$ 20 bilhões conta com cerca de R$ 200 milhões investidos pelo Brasil, por meio de financiamento da Fapesp e da Finep, além da cooperação de diversas instituições de ensino e pesquisa nacionais e internacionais.
Mistérios do cosmos e do Big Bang Reunindo mais de 200 instituições de pelo menos 35 países, o Experimento de Neutrinos no Subsolo Profundo (Dune) investiga propriedades que desafiam a física moderna, como a predominância da matéria sobre a antimatéria após o Big Bang.
“O modelo mais aceito pela comunidade da origem do universo é o Big Bang. Mas como ele aconteceu e como ele evoluiu a como o universo é hoje, funciona hoje, ainda é um mistério muito grande”, afirmou Pagliuso.
Além disso, os cientistas analisarão neutrinos de explosões estelares para entender a formação de buracos negros e estrelas de nêutrons. Com previsão de analisar partículas de origem natural antes mesmo do acionamento completo do feixe do Fermilab, o estudo transcende a física técnica.
“Quando a gente pensa no universo de forma lúdica, a gente quer entender quem somos, de onde viemos e para onde vamos”, concluiu Pagliuso.
