Quando os neutrinos se chocam com as moléculas de água nos mais de um bilhão de toneladas de gelo que constituem o detector do Observatório de Neutrinos IceCube, na Antártica, mais de 5, 000 sensores detectam a luz de partículas subatômicas produzidas pelas colisões. Mas como se poderia esperar, esses experimentos em grande escala não são baratos.

Em um artigo recentemente aceito por Cartas de revisão física , uma equipe internacional de físicos trabalhando no Laboratório Nacional do Acelerador SLAC do Departamento de Energia demonstrou uma maneira barata de expandir a pesquisa de neutrinos do IceCube.

Os pesquisadores direcionaram um feixe de elétrons desviado da Linac Coherent Light Source (LCLS) da SLAC para um grande bloco de plástico para imitar a colisão de neutrinos com gelo. Quando um neutrino interage com o gelo, ele produz uma cascata de partículas de alta energia que deixam um rastro de ionização em seu rastro. O mesmo é verdade para as colisões de elétrons no plástico.

Para detectar essas trilhas de ionização, a equipe usou uma antena para transmitir as ondas de rádio deles. Isso criou ecos de radar que foram captados por antenas adicionais. Foi a primeira vez que os pesquisadores conseguiram detectar ecos de radar em uma cascata de partículas.

Esses ecos carregam informações sobre os neutrinos em uma faixa de energia que poderia preencher a lacuna entre os neutrinos de baixa energia que o IceCube detecta e os neutrinos de alta energia detectados por outros detectores no gelo e baseados em balão. Para acompanhar, os pesquisadores esperam usar uma configuração semelhante para detectar neutrinos com um eco de rádio no gelo da Antártica. Se for bem sucedido, a técnica poderia eventualmente permitir aos pesquisadores expandir o alcance de energia do IceCube sem quebrar o banco.