p O observatório de neutrinos 'IceCube' nas profundezas do gelo do Pólo Sul já trouxe novas percepções espetaculares sobre incidentes cósmicos de energias extremamente altas. A fim de investigar as origens cósmicas das partículas elementares com energias ainda mais altas, A professora Elisa Resconi, da Universidade Técnica de Munique (TUM), iniciou agora uma iniciativa internacional para construir um telescópio de neutrinos de vários quilômetros cúbicos no nordeste do Pacífico. p Os astrônomos observam a luz que chega até nós de objetos celestes distantes para explorar o Universo. Contudo, a luz não nos diz muito sobre os eventos de maior energia além de nossa galáxia, como os jatos de núcleos galácticos ativos, rajadas de raios gama ou supernovas, porque os fótons na faixa superior dos raios gama perdem suas energias extremas em seu longo caminho através do Universo por meio da interação com outras partículas.

p Assim como a luz, os neutrinos atravessam o espaço à velocidade da luz (quase), mas raramente interagem com outras partículas. Eles mantêm sua energia e direção, o que os torna mensageiros únicos do universo de mais alta energia.

p Mensageiro de eventos cósmicos distantes

p Desde 2013, quando o Observatório de Neutrinos IceCube detectou neutrinos extragalácticos pela primeira vez, os astrofísicos têm se esforçado para entender de quais fontes cósmicas eles vêm e que mecanismo físico os acelerou a tais energias extremas.

p Contudo, para resolver o quebra-cabeça, são necessários mais detectores com volumes ainda maiores do que o Observatório IceCube, de quilômetros cúbicos. Como os neutrinos não podem ser observados diretamente, apenas através da radiação Cherenkov, os detectores devem estar localizados no gelo ou na água.

p Iniciativa para um novo telescópio de neutrinos no Pacífico

p Prof. Elisa Resconi, porta-voz do Collaborative Research Center 1258 e Liesel-Beckmann Chair for Experimental Physics with Cosmic Particles at TUM, iniciou agora uma iniciativa internacional para um novo telescópio de neutrinos localizado no Oceano Pacífico na costa do Canadá:o Experimento de Neutrinos do Oceano Pacífico (P-ONE).

p Para aquele propósito, Resconi fez parceria com uma instalação da Universidade de Victoria, Ocean Networks Canada (ONC), um dos maiores e mais avançados observatórios oceânicos cabeados do mundo.

p Condições ideais para um observatório de neutrinos

p O nó da rede ONC na bacia de Cascadia a uma profundidade de 2.660 metros foi selecionado para P-ONE. A extensa planície abissal oferece as condições ideais para um observatório de neutrinos abrangendo vários quilômetros cúbicos.

p No verão de 2018, ONC ancorou um primeiro experimento pathfinder na bacia de Cascadia:o experimento STRAW (Strings for Absorption length in water), duas cordas de 140 metros de comprimento equipadas com emissores de luz e sensores para determinar a atenuação da luz na água do oceano, um parâmetro crucial para o design do P-ONE. Em setembro de 2020, STRAW-b será instalado, um cabo de aço de 500 m com detectores adicionais. Ambos os experimentos foram desenvolvidos e construídos pelo grupo de pesquisa de Resconi no Departamento de Física da TUM.

p Próximas etapas em 2023/24

p O primeiro segmento de P-ONE, o Pacific Ocean Neutrino Explorer, um anel com sete cordas de 1000 metros de comprimento com 20 detectores cada, está planejado para ser instalado na temporada de operação marítima da ONC em 2023/24 em colaboração com várias universidades canadenses.

p "Os neutrinos astrofísicos desbloquearam um novo potencial para um avanço significativo do nosso conhecimento do universo extremo, "diz Darren Grant, professor da Michigan State University (EUA), e porta-voz da colaboração IceCube. "P-ONE representa uma oportunidade única de demonstrar a implantação de detectores de neutrinos em grande escala nas profundezas do oceano, um passo crítico para alcançar a meta de um observatório de neutrinos globalmente conectado que forneceria o pico da sensibilidade de todo o céu para esses mensageiros cósmicos ideais. "

p Elisa Resconi antecipa o P-ONE com seus sete segmentos a serem concluídos até o final da década. "O experimento estará perfeitamente equipado para descobrir a proveniência dos neutrinos extragalácticos, "diz Resconi, "mas o que é mais, neutrinos de alta energia também têm o potencial de revelar a natureza da matéria escura. "

p O projeto P-ONE inclui a Universidade Técnica de Munique (Alemanha), Universidade de Victoria e Ocean Networks Canada, Universidade de Alberta, Queen's University, Simon Fraser University (todo o Canadá), Michigan State University (EUA), Observatório Europeu do Sul, Goethe University Frankfurt, GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung, Darmstadt, e o Instituto Max Planck de Física (toda a Alemanha).

p O projeto recebe apoio da Ocean Networks Canada, uma iniciativa da University of Victoria financiada em parte pela Canada Foundation for Innovation. Este trabalho é financiado pela Fundação Alemã de Pesquisa (DFG) através da bolsa SFB 1258 "Neutrinos e Matéria Escura em Astro- e Física de Partículas" e o cluster de excelência "Origem e Estrutura do Universo".

p Uma característica especial dos módulos:eles contêm obras de arte de jovens artistas internacionais que criam uma conexão entre a terra e o mar profundo e, assim, transformam o experimento do Pathfinder em uma exposição subaquática única.