Os neutrinos são pequenas pragas complicadas e difíceis de observar. O Observatório de Neutrinos IceCube na Antártica foi construído para detectar neutrinos do espaço. É um dos instrumentos mais sensíveis construídos na esperança de poder ajudar a descobrir evidências de matéria escura. Qualquer matéria escura presa dentro da Terra liberaria neutrinos que o IceCube poderia detectar. Até à data, e com 10 anos de pesquisas, parece que não foram encontrados neutrinos em excesso vindos da Terra!
Neutrinos são partículas subatômicas leves e sem carga elétrica. Certos eventos, como supernovas e eventos solares, geram grandes quantidades de neutrinos. A esta altura, o universo estará repleto de neutrinos, com trilhões deles passando por cada pessoa a cada segundo. O desafio, porém, é que os neutrinos raramente interagem com a matéria, por isso é difícil observá-los e detectá-los. Tal como outras partículas subatómicas, existem diferentes tipos de neutrinos; neutrinos de elétrons, neutrinos de múon e neutrinos de tau, cada um associado a um leptão correspondente (uma partícula elementar com spin meio inteiro). Estudar neutrinos de todos os tipos é a chave para ajudar a compreender os processos físicos fundamentais em todo o cosmos.
O Observatório de Neutrinos IceCube começou a capturar dados em 2005, mas foi somente em 2011 que começou a operar plenamente. Consiste em mais de 5.000 detectores do tamanho de uma bola de futebol, dispostos em um quilômetro cúbico de gelo no subsolo. Dispostos desta forma, os detectores são projetados para capturar os fracos flashes de radiação Cherenkov liberados quando os neutrinos interagem com o gelo. A localização próxima ao Pólo Sul foi escolhida porque o gelo atua como uma barreira natural contra a radiação de fundo da Terra.
Usando dados do Observatório IceCube, uma equipe de pesquisadores liderada por R. Abbasi, da Universidade Loyola de Chicago, tem investigado a natureza da matéria escura. Acredita-se que este componente estranho e invisível do universo represente 27% do conteúdo de massa-energia do universo. Infelizmente, a matéria escura não emite, absorve ou reflete luz, tornando-a indetectável pelos meios convencionais. Uma linha de pensamento é que a matéria escura é composta de partículas massivas de interação fraca (WIMPs). Elas podem ser capturadas por objetos como o Sol, levando à sua aniquilação e transição para neutrinos. São estes que a equipe está caçando.
O artigo publicado pela equipe articula a busca por neutrinos de múon no centro da Terra nos 10 anos de dados capturados pelo IceCube. A equipe procurou principalmente WIMPs na faixa de massa de 10GeV a 10TeV, mas devido à complexidade e posição da fonte (o centro da Terra), a equipe confiou na execução de simulações de Monte Carlo. O nome vem de cassinos em Mônaco e envolve a execução de muitas simulações aleatórias. Esta técnica é utilizada onde cálculos exatos não conseguem calcular a resposta e, portanto, as simulações são baseadas no conceito de que a aleatoriedade pode ser usada para resolver problemas.
Depois de realizar muitas simulações deste tipo, a equipe não encontrou nenhum fluxo excessivo de neutrinos sobre os níveis de fundo da Terra. Eles concluem, no entanto, que embora nenhuma evidência tenha sido encontrada ainda, uma atualização do Observatório IceCube pode produzir resultados mais promissores, pois pode investigar eventos de menor massa de neutrinos e, esperançosamente, um dia, resolver o mistério da natureza da matéria escura.
Fonte : Procure matéria escura no centro da Terra com dez anos de dados do IceCube
