Uma equipa internacional que inclui cientistas da Universidade de Coimbra alcançou um marco histórico ao detetar pela primeira vez neutrinos solares através da técnica de dispersão elástica coerente neutrino-núcleo, CEvNS na sigla em inglês.

Este resultado histórico foi obtido pelo XENONnT, um sistema com um nível de sensibilidade na deteção de matéria escura sem precedentes, localizado no laboratório subterrâneo de Gran Sasso, em Itália, debaixo de 1.300 metros de rocha, para reduzir os níveis de radiação cósmica drasticamente em relação aos que existem à superfície do planeta.

O equipamento foi projetado para identificar interações extremamente raras num ambiente com níveis de radiação de fundo quase nulos. Usando seis toneladas de xénon ultra-purificado como alvo, o XENONnT registou sinais ínfimos de neutrinos provenientes de reações nucleares no Sol, resultado de dois anos de análises de dados.

A deteção é notável pela precisão e pelos avanços tecnológicos envolvidos, como a redução inédita da contaminação por radiação de fundo, obtida através de técnicas especiais de purificação.

Embora a existência de CEvNS tenha sido teorizada desde 1974, só foi observada pela primeira vez em 2017, embora com neutrinos de energia muito mais alta provenientes de um acelerador nos EUA. Agora, o XENONnT conseguiu medir pela primeira vez neutrinos solares, demonstrando uma confiança de 99,65% no sinal registado.

A CEvNS dos neutrinos solares foi um enorme desafio de deteção, não só pela extrema dificuldade em registar este tipo de partículas, mas também pelas muito baixas energias depositadas aquando a sua interação num detetor, explicou José Matias-Lopes, investigador do LIBPhys da FCTUC e coordenador da equipa portuguesa, citado em comunicado.

A descoberta abre novos caminhos no estudo da matéria escura, introduzindo a possibilidade de investigar o “nevoeiro de neutrinos” – partículas que coexistem com a matéria escura e dificultam a sua deteção. Além disso, também estabelece o XENONnT como um marco na ciência, do ambiente mais livre de radiação já criado pelo ser humano.

Os resultados da investigação foram publicados na prestigiada revista Physical Review Letters.