Cientista presenciou o ”evento mais raro já registrado”

A busca pela compreensão do mundo é uma coisa da curiosidade humana, e não necessariamente é preciso ser cientista para querer buscá-la. Mas é claro que as mentes brilhantes que buscaram esse conhecimento, mudaram a vida de todos nós com suas descobertas.

Uma das mentes mais brilhantes, Albert Einstein, disse que a formulação do problema chega a ser mais importante do que a própria solução. Ainda segundo Einstein, conseguir solucionar um problema, às vezes, pode ser apenas uma questão de habilidades matemáticas ou de realização de experimentos.

O lugar em que estamos hoje em dia foi alcançado graças às obras feitas pelos grandes cientistas. Assim como o constante progresso e crescimento, tanto na ciência como em outros campos. Toda a tecnologia e as invenções são resultado de experimentos e descobertas científicas. É notável que temos muito a agradecer aos grandes estudiosos que já pisaram no nosso mundo.

Agora, os cientistas observaram o que eles chamam de ‘o evento mais raro que já foi registrado’. Esse evento é a busca contínua pela mais ilusória das partículas, que é a matéria escura.
Essa descoberta foi possível usando um detector de matéria, que é chamado de XENON1T. Tal detector é executado pelo projeto XENON Collaboration, com bases na Itália. O que foi registrado foi o decaimento radioativo de um átomo de xenônio-124. Esse processo é bastante longo.

O xenônio é um gás nobre e o tipo visto em particular tem uma meia-vida de 18 bilhões de trilhões de anos. Ou seja, mais de um trilhão de vezes a mais do que a idade atual do nosso universo.
“Nós realmente vimos esse decaimento acontecer. É o processo mais longo e mais lento que já foi observado diretamente. E nosso detector de matéria escura foi sensível o suficiente para medi-lo. É incrível ter testemunhado esse processo e dizer que nosso detector pode medir a coisa mais rara já registrada”, disse o coautor, Ethan Brown.

A razão pela qual o evento foi possível de ser observado é que uma meia-vida é uma medida probabilística. Ela é o tempo necessário para que a metade das entidades em uma amostra seja decaída. Dessa forma, o tempo que levaria para a metade dos átomos de uma substância radioativa como o xenônio se decompor é de 18 bilhões de trilhões de anos. Mas isso não quer dizer que isso aconteça só uma vez durante todo esse tempo.

O detector tinha hospedado 3500 quilos de xenônio. Isso dava aproximadamente 17 bilhões de bilhões de bilhões de átomos. De todos esses, apenas um único decaiu e a configuração do experimento foi capaz de detectá-lo, mesmo ele não tendo sido projetado para essa tarefa.

Decaimento

Esse decaimento do átomo de xenônio acontece por um processo chamado captura de elétrons duplos de dois neutrinos. Isso tinha sido visto apenas em outros dois elementos: criptônio e bário. No caso visto, o núcleo do xenônio captura dois elétrons da sua camada de elétrons ao seu redor. Por sua vez, os elétrons interagem com os prótons e se transformam em nêutrons liberando dois neutrinos.

“Os elétrons em dupla captura são removidos da camada mais interna ao redor do núcleo, e isso cria espaço naquela camada. Os elétrons remanescentes colapsaram no estado fundamental e vimos esse processo de colapso em nosso detector”, disse Brown.

E com essa detecção direta, os pesquisadores conseguiram refinar a meia-vida do átomo de xenônio específico.

Detector

A XENON Collaboration tem mais de 160 cientistas da Europa, dos EUA e do Oriente Médio. O detector, que foi usado para ver o fenômeno, está no Laboratório Nacional Gran Sasso, que fica no pico mais alto dos apeninos italianos. E a localização e o material são imprescindíveis para possivelmente encontrar a matéria escura. Já que ela é uma substância teórica, que provavelmente permeia nosso cosmos mas não interage com a luz.

Segundo os pesquisadores, talvez uma maneira de eles conseguirem ver essa matéria, é colidindo acidentalmente com um átomo de xenônio. Isso criaria um flash de luz que seria possível ser detectado.

O uso do xenônio se dá por ele ser estável e por se encontrar no subsolo, de modo que o detector seja protegido dos raios cósmicos. O sistema todo está passando por uma atualização e irá se chamar XENONnT. Diante disso, ele terá oito toneladas de xenônio e outras experiências poderão ser feitas em uma grande escala.