Um observatório construído na Antártida rendeu a Francis Halzen o Nobel de Física de 2026, anunciado na manhã desta terça-feira (6), em Estocolmo. O físico belga idealizou o IceCube, um detector capaz de captar partículas subatômicas chamadas neutrinos – que, segundo especialistas, podem oferecer pistas sobre a evolução do universo.
Isso porque os cientistas sabem há décadas que existem aceleradores naturais de partículas, que lançam partículas pelo cosmos. A energia dessas partículas pode ser até um milhão de vezes maior do que as que podem ser alcançadas em laboratórios na Terra.
Os neutrinos são partículas fundamentais, como os elétrons. Mas eles têm algo especial: viajam em linha reta, praticamente sem mudar de direção nem perder energia. Isso significa que os neutrinos podem fornecer informações sobre a origem deles que não estariam acessíveis de nenhuma outra forma.
Antes do IceCube, detectar neutrinos era uma tarefa quase impossível. Não foi à toa que eles ganharam o nome de partículas “fantasma”: praticamente não têm massa, não apresentam carga elétrica. Ainda assim, ou melhor, justamente por isso, eles atravessam o universo sem interagir com quase nada. Sem percebermos, cerca de 100 trilhões de neutrinos passam por nós a cada segundo, pelos planetas, estrelas e até pelo corpo humano.
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Mas como detectar algo que interage com quase nada? A saída que os pesquisadores encontraram foi aproveitar casos raríssimos em que um neutrino colide como núcleo de um dos átomos de uma molécula de água . Quando isso acontece, a interação produz outras partículas e um pequeno clarão de luz azulada, conhecido como radiação Cherenkov.
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Além disso, o choque provoca um “esguicho” de outras partículas fundamentais para vários lados – calcular a direção desse choque permite identificar o neutrino e sua trajetória. Sabendo de onde ele veio, os cientistas podem apontar um “telescópio” para lá e tentar entender o que foi que o emitiu. Você pode ler essa explicação com muito mais detalhes na reportagem que fizemos em 2019 sobre o estudo: O telescópio de gelo.
Para aumentar as chances de detectá-los, grandes sensores foram construídos. E é aqui que Halzen entra: ainda em 1988, ele percebeu que o gelo límpido do Polo Sul poderia servir como detector de neutrinos. O gelo antártico tem vantagens: além de transparente sofre poucas interferências e é geologicamente estável, o que ajuda a detectar sinais fracos.
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Esse detector virou realidade em 2010. Os sensores estão enterrados a uma profundidade de cerca de 2,5 km para protegê-los contra interferências de raios cósmicos. Na eventualidade de um neutrino colidir com um núcleo atômico do gelo, a luz Cherenkov é captada pelos sensores. Veja o infográfico abaixo.
– (Gustavo Rodrigues/Superinteressante)
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Construir uma engenhoca desse tamanho não foi fácil. Farinaldo Queiroz, pesquisador do Instituto Internacional de Física da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e apoiado pelo Serrapilheira, explica que houve muitos aprendizados com essa pesquisa. Ele cita aprendizados sobre sensores de luz de alta sensibilidade e durabilidade, perfuração de gelo e sistemas de computação de alto rendimento. Tudo isso serve para muitas outras áreas – pesquisa, comércio, computação e engenharia.
“Outro exemplo de aplicação é na engenharia de perfuração e logística criogênica. O IceCube exigiu a perfuração de buracos com mais de dois km de profundidade usando jatos de água quente sob altíssima pressão. Essas técnicas refinadas de derretimento controlado de gelo e manutenção de integridade estrutural em calotas polares são utilizadas hoje por glaciologistas, microbiologistas e climatologistas para extrair testemunhos de gelo antigos e perfeitos, essenciais para pesquisas sobre as mudanças climáticas e a busca por vida em ambientes extremos”, completa Queiroz.
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“O IceCube e os resultados por ele alcançados são de impacto primariamente científico”, afirma Ulisses Barres de Almeida, astrofísico e pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas apoiado pelo Instituto Serrapilheira. “Mas, se observarmos com cuidado, a escala e sofisticação do experimento é tal, que vários dos elementos instrumentais desenvolvidos pelo IceCube hoje servem de base para a tecnologia de outros experimentos que continuam expandindo o horizonte do conhecimento.”
Hoje Halzen tem 82 anos e seu trabalho foi descrito pelo comitê do Nobel como fundamental para a detecção dos primeiros neutrinos de alta energia vindos de galáxias distantes. Ele recebeu o prêmio sozinho – um feito cada vez mais raro – e exaltou a importância das equipes de pesquisadores que trabalharam no mesmo experimento.
“O prêmio consagra uma expansão recente da Astronomia que temos testemunhado no século 21, que é a chamada ‘Astrofísica com Multimensageiros’, ou seja, a capacidade de observar o cosmos com sinais que não são apenas de natureza eletromagnética”, afirma Almeida. “O primeiro Prêmio Nobel que consagrou a nascente Astronomia com Multimensageiros’ foi concedido à descoberta das ondas gravitacionais, em 2017. E agora, quase dez anos depois, o estudo do universo com os chamados neutrinos astrofísicos de alta energia é premiado.”
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