Em um laboratório escondido acima da neblina das florestas da Dakota do Sul, nos Estados Unidos, cientistas estão em busca da resposta para uma das maiores perguntas da ciência: por que o Universo existe?
A equipe está em uma verdadeira corrida científica com cientistas do Japão —que, por sinal, estão alguns anos à frente.
A teoria atual sobre a origem do Universo não consegue explicar a existência dos planetas, estrelas e galáxias que vemos ao nosso redor. Por isso, os dois grupos estão construindo detectores para estudar uma partícula subatômica chamada neutrino, na esperança de encontrar respostas.
A colaboração internacional liderada pelos americanos acredita que a resposta esteja no subsolo e batizou o projeto de Dune (sigla, em inglês, para Experimento de Neutrinos em Grande Profundidade).
Os cientistas vão descer 1.500 metros de profundidade até três enormes cavernas, que foram escavadas para abrigar o projeto. O tamanho do local é tão impressionante que a equipe de construção e seus tratores parecem brinquedos de plástico.
Jaret Heise, diretor científico da instalação, descreve as cavernas como “catedrais da ciência”. Segundo ele, elas foram projetadas para isolar o experimento Dune do barulho e da radiação da superfície.
Agora, o Dune está pronto para entrar em sua próxima fase.
“Estamos preparados para construir o detector que pode mudar completamente o nosso entendimento sobre o Universo”, afirma Heise, que está envolvido na construção das cavernas na Instalação de Pesquisa Subterrânea Sanford há quase dez anos.
“Os instrumentos serão operados por mais de 1.400 cientistas de 35 países, que estão motivados por uma única pergunta: por que existimos?”.
Quando o Universo foi criado, dois tipos de partículas surgiram: a matéria —que forma tudo ao nosso redor, como estrelas e planetas— e, na mesma proporção, a antimatéria, que é o oposto da matéria.
Em teoria, essas duas deveriam ter se anulado, deixando apenas uma grande explosão de energia. Mesmo assim, aqui estamos nós, feitos de matéria.
Cientistas acreditam que, para entender por que a matéria ainda existe —e, consequentemente, por que nós existimos— é preciso estudar uma partícula chamada neutrino e a sua antimatéria, o antineutrino.
Eles vão disparar feixes de ambos os tipos de partículas a partir de um ponto profundo do subsolo em Illinois para detectores na Dakota do Sul, a cerca de 1.300 quilômetros de distância.
Isso porque, ao longo do trajeto, neutrinos e antineutrinos passam por pequenas mudanças. Os pesquisadores querem descobrir se essas mudanças são diferentes nos neutrinos e nos antineutrinos. Se forem, isso pode levá-los a algumas respostas que explicariam a causa da matéria e antimatéria não terem se anulado no início do Universo.
Entre os 1.400 cientistas que atuam no Dune está Kate Shaw, da Universidade de Sussex, na Inglaterra. Ela afirma que as descobertas que estão por vir serão “transformadoras” para a nossa compreensão do Universo e para a maneira como a humanidade se enxerga.
“É muito empolgante estarmos aqui, hoje, com esse tipo de tecnologia, engenharia, e as habilidades em software de computadores que nos permitem, de fato, enfrentar essas grandes questões”, disse à BBC.
O experimento japonês que está ‘na frente da corrida’
Do outro lado do mundo, no Japão, cientistas estão usando esferas douradas brilhantes em busca das mesmas respostas. O grupo está construindo o Hyper-K, que será uma versão maior e melhor do seu atual detector de neutrinos, o Super-K. O projeto é tão impressionante que lembra um templo dedicado à ciência.
A equipe deve estar pronta para ativar seu feixe de neutrinos em menos de três anos —muito antes do projeto americano. Assim como o Dune, o Hyper-K também é uma colaboração internacional.
Mark Scott, do Imperial College, em Londres, participa da equipe japonesa, e acredita que seu time está em posição de vantagem para fazer uma das maiores descobertas sobre a origem do Universo.
“Vamos começar antes e temos um detector maior, então devemos ter mais resultados antes que o Dune”, afirma.
Ter os dois experimentos funcionando juntos —o americano e o japonês— significa que os cientistas vão aprender muito mais do que aprenderiam se tivessem apenas um projeto. Mas, Scott afirma: “Eu gostaria de chegar primeiro.”
Já Linda Cremonesi, da Queen Mary University, em Londres, que atua no projeto Dune, acredita que ser o primeiro pode não garantir uma visão completa do que realmente está acontecendo.
“Existe, sim, um certo clima de corrida. Mas o Hyper K ainda não tem todos os ingredientes necessários para entender se os neutrinos e antineutrinos se comportam de forma diferente.”
A corrida já está acontecendo, mas os primeiros resultados são esperados só daqui a alguns anos. Enquanto isso, a pergunta sobre o que aconteceu no início dos tempos, e que nos trouxe até aqui, permanece um mistério.