Cientistas observam pela primeira vez interações de neutrinos solares com núcleos atómicos

A Universidade de Coimbra revelou ontem que a colaboração LUX-ZEPLIN (LZ), que integra, observou pela primeira vez interações de neutrinos solares com núcleos atómicos e atingiu os melhores limites na procura direta por matéria escura de baixa massa. O Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas (LIP) da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra (FCTUC) é membro fundador da colaboração internacional LZ.
«A existência e a natureza da matéria escura são questões fundamentais para a compreensão do Universo. Ainda não a conseguimos observar diretamente, mas estes resultados permitem-nos compreender melhor como poderá interagir com a matéria normal», afirmou Isabel Lopes, professora da FCTUC e investigadora do LIP, que lidera o grupo português na colaboração internacional.
Segundo a UC, os resultados representam um marco na física de partículas e abrem uma nova janela para o estudo do interior do Sol.
A experiência LZ estabeleceu os limites mais restritivos conhecidos para partículas de matéria escura do tipo WIMPs (weakly interacting massive particles), em particular para massas inferiores a 9 GeV/c², após a análise do maior conjunto de dados obtidos por um detetor de matéria escura, durante 417 dias de operação, entre março de 2023 e abril de 2025.

A sensibilidade do detetor permitiu também observar, pela primeira vez, interações de neutrinos solares com núcleos atómicos, através do processo conhecido como espalhamento coerente elástico de neutrinos com o núcleo (CEvNS). LZ é a primeira experiência a observar este processo em neutrinos solares com uma significância de 4,5 sigma, acima do limite de 3 sigma tradicionalmente usado para considerar uma observação como “evidência”.
O novo resultado é a primeira “evidência” de um sinal de CEvNS de neutrinos extraterrestres.
De acordo com o investigador do LIP e vice-coordenador de física da colaboração LZ, Paulo Brás, a novidade não é apenas a deteção de neutrinos solares, mas o mecanismo extremamente subtil pelo qual foram observados.
«Estamos a falar de apenas alguns fotões e eletrões por interação, o que demonstra a extraordinária sensibilidade do detetor LZ», sublinhou.
A colaboração LZ é composta por cerca de 250 cientistas e engenheiros de 37 instituições dos Estados Unidos, Reino Unido, Portugal, Suíça, Austrália e Coreia do Sul.
A LZ irá continuar a recolher dados até 2028, tendo como objetivo atingir 1.000 dias de aquisição, aprofundando a exploração de massas de WIMPs ainda mais baixas.