Sinais captados do gelo da Antártida podem ser partículas desconhecidas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/06/2025

Este é o Anita, antes de ser suspenso por seu balão.
[Imagem: Stephanie Wissel/Penn State]

Sinal anômalo

A Antártica é um excelente lugar para tentar detectar partículas vindas do espaço porque há muito pouca chance de interferência de outros sinais: É um continente vazio, gelado, com menos incidência do Sol e com uma superfície de gelo excelente para refletir sinais.

Mas quando a equipe do Anita (sigla em inglês para "Antena Transiente Impulsiva Antártica") começou a fazer suas medições, eles esperavam tudo menos isso: Detectar algo que parece vir do gelo e tudo o que há abaixo dele. Na verdade, o detector captou uma série de sinais bizarros que desafiam a compreensão atual da física de partículas.

O objetivo do experimento, voando em um balão a 40 km de altitude, é obter informações sobre eventos cósmicos distantes por meio da análise de sinais que chegam à Terra e se refletem no gelo, gerando ondas de rádio ao ricochetear. Contudo, em vez de se refletir no gelo, os sinais parecem vir de abaixo do horizonte, uma orientação que não pode ser explicada pela compreensão atual da física de partículas.

Com isso, se confirmados, esses sinais podem indicar a existência de novos tipos de partículas, ou de interações entre partículas, até agora desconhecidas pela ciência.

"As ondas de rádio que detectamos estavam em ângulos muito acentuados, como 30 graus abaixo da superfície do gelo," disse a professora Stephanie Wissel, da Universidade do Estado da Pensilvânia.

Pelos cálculos da equipe, o sinal anômalo teve que passar e interagir com milhares de quilômetros de rocha antes de chegar ao detector, o que deveria ter deixado o sinal de rádio indetectável porque teria sido absorvido pelas rochas.

"É um problema interessante porque ainda não temos uma explicação para o que são essas anomalias, mas o que sabemos é que elas provavelmente não representam neutrinos," disse Wissel.

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À esquerda o observatório Anita, usado neste experimeto. À direita, o PUEO (sigla em inglês para Carga Útil para Observações de Energia Ultra-Alta), a nova geração de instrumentos de detecção transportados por balão.
[Imagem: PUEO Team/Abby Vieregg]

Não é neutrino. E nem nada que conheçamos

Neutrinos, um tipo de partícula sem carga elétrica e com a menor massa entre todas as partículas subatômicas conhecidas, são abundantes no Universo. Geralmente emitidos por fontes de alta energia como o Sol ou por grandes eventos cósmicos como supernovas ou mesmo o Big Bang, há sinais de neutrinos em todos os lugares. O problema com essas partículas, porém, é que elas são notoriamente difíceis de detectar.

Para checar se não estavam pescando alguns deles de modo inesperado, os pesquisadores então cruzaram seus sinais com os de outros detectores independentes, como o IceCube e o Observatório Pierre Auger, mas nenhum deles detectou nada parecido com o que o Anita registrou.

Estabelecido que as partículas que causaram os sinais não são neutrinos, os pesquisadores então catalogaram o sinal como "anômalo". Na verdade, os sinais não se enquadram no panorama padrão da física de partículas e, embora várias teorias sugiram que possa ser um indício de matéria escura, a falta de observações subsequentes com o IceCube e o Auger limita essa possibilidade.

"Meu palpite é que algum efeito interessante de propagação de rádio ocorre perto do gelo e também perto do horizonte, algo que eu não compreendo completamente, mas certamente exploramos vários deles, e ainda não conseguimos encontrar nenhum," disse Wissel. "Então, no momento, é um desses mistérios insistentes, e estou animada que, quando voarmos com o PUEO [a próxima geração do Anita], teremos maior sensibilidade. Em princípio, devemos detectar mais anomalias e talvez realmente entendamos o que elas são. Também podemos detectar neutrinos, o que, de certa forma, seria muito mais interessante."

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