Pesquisadores que trabalham para desvendar os mistérios dos neutrinos revelaram as primeiras descobertas científicas de uma nova instalação subterrânea na China - as medições mais precisas até agora de certos aspectos dessas partículas subatômicas fantasmagóricas .

Os dados provêm da instalação JUNO - abreviação de Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen - que utiliza um detector de partículas construído sob cerca de 650 metros (2.130 pés) de rocha, abaixo de uma colina perto da cidade de Kaiping, na província de Guangdong, no sul da China.

Os cientistas detalharam suas descobertas em um estudo, publicado  na revista Nature, com base em dados coletados no período inicial de operação após a conclusão do detector no ano passado - seus primeiros 59 dias, aproximadamente, de 26 de agosto a 2 de novembro.

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"Isso é importante não apenas porque os números em si são úteis para a física de neutrinos, mas também porque demonstram o desempenho do JUNO como um novo detector em larga escala", disse Yifang Wang, físico do Instituto de Física de Altas Energias da Academia Chinesa de Ciências em Pequim e porta-voz da Colaboração JUNO.

"Este artigo demonstra que o experimento partiu de uma base sólida", disse Wang.

Juntamente com o DUNE (sigla para Deep Underground Neutrino Experiment) nos Estados Unidos e o experimento Hyper-Kamiokande no Japão, o JUNO é um dos três grandes projetos emblemáticos que devem moldar a física de neutrinos nas próximas décadas.

Veja as principais descobertas astronômicas do ano

"Os neutrinos são partículas básicas e extremamente abundantes no universo, mas continuam sendo algumas das menos compreendidas", disse Wang.

Os neutrinos podem atravessar qualquer coisa, raramente interagindo com a matéria. Na verdade, trilhões deles atravessam nossos corpos a cada segundo sem que percebamos.

Forjados em locais como o núcleo do Sol e estrelas em explosão chamadas supernovas, os neutrinos vêm em três tipos, ou "sabores", e podem mudar de um para outro, num processo chamado oscilação, à medida que se propagam. A diferença de massa, conhecida como ordenação de massa, entre os tipos de neutrinos permanece uma questão fundamental sem resposta.

"O objetivo central da missão JUNO é determinar a ordem de massa dos neutrinos, ou seja, a ordem dos estados de massa dos neutrinos. Sabemos que os neutrinos têm massa, mas ainda não sabemos qual estado de massa é o mais leve e qual é o mais pesado", disse Wang.

"Este primeiro resultado ainda não determina a ordem de massa. Seu valor reside em validar o detector e a análise com dados reais", disse Wang.

Segundo Wang, a sonda JUNO mediu dois dos seis parâmetros fundamentais de oscilação de neutrinos com a melhor precisão até agora, cerca de 1,6 vezes melhor do que anteriormente.

Cada tipo de partícula da matéria comum possui uma antipartícula correspondente com a mesma massa, mas carga elétrica oposta — positiva, negativa ou neutra, como é o caso dos neutrinos. Assim, cada neutrino possui um antineutrino correspondente.

A principal abordagem do experimento JUNO para medir as oscilações de neutrinos é através da observação de antineutrinos emanados das usinas nucleares de Yangjiang e Taishan, a cerca de 52,5 km (33 milhas) do detector. Os dois parâmetros envolvidos são o comportamento dos antineutrinos.

O detector JUNO é um grande tanque esférico preenchido com 20.000 toneladas de um líquido orgânico que emite luz no escuro quando partículas, incluindo antineutrinos, o atravessam.

Os neutrinos são partículas elementares, ou seja, não são constituídos de partículas menores, o que os torna um dos blocos de construção fundamentais do universo. Por serem eletricamente neutros, os neutrinos não são afetados nem mesmo pelos campos magnéticos mais fortes. Ao viajarem pelo espaço, atravessam a matéria sem impedimentos – estrelas, planetas e tudo o mais.

Os cientistas podem rastreá-los até sua origem e, assim, aprender sobre alguns dos processos mais energéticos do cosmos. Eles podem ser a chave para entender a origem da matéria e sua prevalência no cosmos em relação à antimatéria, a natureza da matéria escura e da energia escura e o funcionamento interno das supernovas .

Wang afirmou que a JUNO estudará neutrinos provenientes do Sol, da Terra, da atmosfera e possivelmente de uma futura supernova.

"Um número enorme de neutrinos atravessa a Terra a cada segundo, mas apenas uma pequena fração interage. É por isso que experimentos como o JUNO precisam de detectores muito grandes, locais subterrâneos profundos, blindagem cuidadosa e operação estável a longo prazo", disse Wang.

JUNO, que custou mais de 300 milhões de dólares, representa uma colaboração científica internacional. Wang afirmou que JUNO, DUNE e Hyper-Kamiokande são esforços complementares.

"Eles usam tecnologias e fontes de neutrinos diferentes, então cada um traz uma perspectiva diferente para algumas das questões mais importantes da física de neutrinos. Juntos, eles proporcionarão uma compreensão mais ampla e robusta das propriedades dos neutrinos", disse Wang.