O Askaryan Radio Array (ARA), instalado a 200 metros de profundidade no gelo da Antártida para buscar neutrinos, identificou 13 eventos de radiofrequência originados por raios cósmicos de altíssima energia.
A série de detecções, detalhada na revista Physical Review Letters, valida a previsão feita em 1962 pelo físico Gurgen Askaryan. Segundo a teoria, quando uma partícula muito energética atinge um meio denso, forma-se uma cascata de partículas secundárias que produz um pulso de ondas de rádio, fenômeno batizado de efeito Askaryan.
Entre 2019 e 2020, uma das cinco estações do ARA permaneceu em operação por 208 dias. Com novas técnicas de simulação, os pesquisadores filtraram o ruído de fundo e atribuíram os 13 pulsos a raios cósmicos com nível de confiança de 5,1 sigma, referência padrão para confirmações em física.
Os resultados reforçam a estratégia de usar radiofrequência para estudar partículas de energia extrema. Diferentemente da radiação Cherenkov, empregada em detectores tradicionais de neutrinos, as ondas de rádio percorrem grandes distâncias no gelo quase sem perda, permitindo monitorar volumes muito maiores com menos sensores.
Embora os sinais de raios cósmicos sejam parecidos com os produzidos por neutrinos, as novas simulações mostraram que partículas como prótons e núcleos atômicos interagem nas camadas superficiais, enquanto neutrinos conseguem atravessar profundidades maiores sem colisões significativas. O membro da equipe Philipp Windischhofer, da Universidade de Chicago, afirmou ao IFL Science que já se suspeitava dessa distinção e que o estudo conseguiu comprová-la.
Com o efeito Askaryan confirmado no gelo, o grupo planeja concentrar a busca em regiões mais profundas, onde apenas neutrinos poderiam gerar pulsos de rádio. A meta é viabilizar a primeira detecção desses neutrinos por radiofrequência, o que abriria caminho para investigar fontes cósmicas extremas, como núcleos ativos de galáxias e explosões de raios gama.
Com informações de Olhar Digital
