Embora os neutrinos sejam partículas misteriosas, eles são notavelmente comuns. Bilhões de neutrinos passam pelo seu corpo a cada segundo. Mas os neutrinos raramente interagem com a matéria regular, então detectá-los é um grande desafio de engenharia. Mesmo quando os detectamos, os resultados nem sempre fazem sentido. Por exemplo, recentemente detectamos neutrinos com tanta energia que não temos idéia de como eles são criados.
Um detector de neutrinos é tipicamente uma grande câmara cheia de água pura ou gelo. Dentro desta câmara existem detectores muito sensíveis. Neutrinos não são observados diretamente. Em vez disso, um detector de neutrinos espera que um neutrino atinja um átomo. Quando isso acontece, ele pode criar leptões carregados, como um elétron, múon ou tauon. Essas partículas carregadas também podem produzir luz. Assim, ao detectar a luz ou os leptons, sabemos que um neutrino interage com o detector.
A maioria dos neutrinos que detectamos são neutrinos solares, produzidos por fusão nuclear no núcleo do Sol. Mas coisas como supernovas e explosões de raios gama também produzem neutrinos. Um grande esforço tem sido focado na detecção desses extra-solar neutrinos.
Um dos melhores detectores de neutrinos é o Observatório IceCube Neutrino na Antártica. A Antártica é um ótimo lugar para um observatório de neutrinos, porque sua espessa camada de gelo é excelente para absorver todo tipo de partículas perdidas, como raios cósmicos e raios gama, que podem mexer com seus detectores sensíveis. Enterrando o observatório no gelo, podemos ter certeza de que os eventos que detectamos são de neutrinos. O observatório IceCube detectou neutrinos extra-solares várias vezes.
Mas existe outro observatório de neutrinos na Antártica, que detecta os neutrinos de uma maneira muito diferente. Conhecida como Antena Transiente Impulsiva Antártica, ou ANITA, é um detector de rádio sensível montado em um balão. ANITA é um detector de rádio, porque quando neutrinos de alta energia colidem com o gelo antártico, eles podem criar luz de rádio. Esses neutrinos são centenas de vezes mais poderosos do que os detectados pelo IceCube.
Quando ANITA detectou esses neutrinos de alta energia, causou um certo alvoroço porque eles pareciam vir dos neutrinos que passavam através a Terra antes de atingir o gelo antártico. É o que você esperaria se algum evento astrofísico poderoso criava um fluxo de neutrinos na direção da Terra. Mas, se esse for o caso, esses neutrinos também acionariam eventos que poderiam ser detectados pelo IceCube.
Portanto, o IceCube Collaboration procurou eventos de detecção que ocorriam ao mesmo tempo que o ANITA detecções. Eles não encontraram evidências de eventos correlatos, o que significa que não é devido a algum evento poderoso de neutrino a anos-luz de distância. Isso é estranho, porque isso deixa duas possibilidades: o ANITA deu falsos positivos devido a alguma falha no design, ou esses eventos de neutrinos são causados por um processo que fica fora do modelo padrão. Dentro do modelo padrão da física de partículas, não há como produzir neutrinos com tanta energia.
Este é apenas um pequeno conjunto de eventos, portanto, há motivos para ter cuidado com os resultados. No entanto, este trabalho mais recente pode sugerir um novo domínio da física que ainda não entendemos.
Referência: Aartsen, M.G., et al. "Uma busca por eventos IceCube na direção dos candidatos a neutrinos da ANITA."
