Projeto DUNE inicia montagem de detectores subterrâneos para estudar a assimetria entre matéria e antimatéria

O Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), projeto vinculado ao Departamento de Energia dos Estados Unidos e ao Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), iniciou em 7 de maio de 2026 uma etapa crucial de sua montagem com a descida de 10 milhões de libras de vigas de aço. Essas estruturas formarão detectores subterrâneos na Sanford Underground Research Facility, na Dakota do Sul, localizados a quase 1,5 quilômetro de profundidade para minimizar interferências de raios cósmicos e partículas atmosféricas.

O objetivo central da instalação é investigar a assimetria entre matéria e antimatéria após o Big Bang. Embora os modelos físicos indiquem que ambas deveriam ter sido produzidas em quantidades iguais, o Universo atual é dominado pela matéria, já que o encontro entre as duas resultaria em aniquilação mútua. A hipótese científica é que os neutrinos, partículas de massa ínfima que raramente interagem com a matéria, guardem a resposta para esse desequilíbrio cósmico.

A operação do sistema consistirá no disparo do feixe de neutrinos mais intenso do mundo a partir do Fermilab, em Illinois. As partículas atravessarão aproximadamente 1.300 quilômetros de rocha e terra, sem a necessidade de túneis, até atingirem os detectores na Dakota do Sul. Durante esse trajeto, os pesquisadores observarão como as partículas mudam de tipo, buscando precisão inédita no estudo dessas transformações.

Para registrar as raras colisões dessas "partículas fantasmas", o DUNE utilizará tanques gigantescos contendo cerca de 70 mil toneladas de argônio líquido ultrapuro, sendo 17 mil toneladas por detector. O argônio líquido atua como meio de detecção, gerando sinais e partículas carregadas quando interagido por um neutrino. Sensores de alta sensibilidade captam esses rastros, funcionando como uma câmera tridimensional.

A complexidade da engenharia exige a manutenção de sistemas criogênicos contínuos, pois o argônio deve permanecer em temperaturas extremamente baixas para não comprometer as medições. Além disso, a análise do volume massivo de dados gerados será realizada por sistemas de inteligência artificial, essenciais para a identificação de eventos relevantes.

Integrado a uma corrida global que inclui projetos como IceCube, JUNO e Hyper-Kamiokande, o DUNE também poderá registrar neutrinos naturais vindos do espaço, como os liberados por explosões de supernovas, permitindo o estudo da morte de estrelas gigantes. Para além da questão da matéria e antimatéria, o experimento busca evidências de novas forças, partículas ou comportamentos que não estejam previstos pelo Modelo Padrão da física.