O Japão deve construir o maior detector de neutrinos da história e o tamanho do experimento é excepcional. O Hyper-K (Hyper-Kamiokande) vai conter 260.000 toneladas de água ultrapura. Isso equivale a mais de cinco vezes o volume do seu similar, já enorme, o Super-Kamiokande. O novo detector será construído dentro de uma caverna gigantesca a ser escavada ao lado da mina Kamioka e, segundo os físicos, trará descobertas inovadoras sobre os neutrinos, partículas presentes em todo lugar.

O objetivo de construir o Hyper-K em um tamanho tão grande é
detectar um número sem precedentes de neutrinos, provenientes de diversas
fontes, mas difíceis de detectar por serem partículas neutras. Exemplos delas
são raios cósmicos, o Sol, supernovas e feixes produzidos artificialmente por
um acelerador de partículas. Além de capturar neutrinos, ele monitorará a água
quanto à possível decaimento espontâneo de prótons nos núcleos atômicos, o que,
se observado, seria uma descoberta revolucionária.

O Hiper-K

O Hyper-K consistirá em um tanque em forma de tambor com 71
metros de profundidade e 68 metros de largura. Uma sala para abrigar o tanque
será escavada com cargas explosivas em um local a 8 km das instalações
existentes de Kamioka, para evitar vibrações que perturbem o detector de ondas
gravitacionais KAGRA, que está prestes a começar a operar. O local de Kamioka
foi escolhido décadas atrás devido às instalações de mineração existentes e à
alta qualidade da rocha, além do suprimento abundante de água doce.

Como no Super-K, o tanque de água dentro do Hyper-K será
revestido com detectores de luz sensíveis chamados fotomultiplicadores. Eles
capturam flashes fracos emitidos quando um neutrino colide com um átomo na
água, fazendo com que uma partícula carregada atire em alta velocidade.

O Hyper-K será um dos três principais experimentos de
neutrinos da próxima geração a serem iniciados na década de 2020; os outros são
o Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), que deve começar nos Estados
Unidos em 2025, e o Jiangmen Underground Neutrino Observatory (JUNO) na China,
que deve começar a coletar dados em 2021. A escala dos experimentos de física
para estudar partículas pequenas segue nos impressionando.

Quanto custará o Hyper-K?

Embora o governo ainda não tenha feito uma declaração
oficial sobre a aprovação do orçamento, cientistas especularam que o gabinete
do país aprovou a primeira parcela de 3,5 bilhões de ienes (equivalente a 32
milhões de dólares americanos) para a construção. Mas ainda é necessário que
esse hiper-orçamento seja aprovado pelo parlamento japonês. Contudo, estima-se
que a construção irá requerer um total de 600 milhões de dólares.

Fonte: Nature.

Kamila Jessie

Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.