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A experiência LOREX usa o minério de lorandita para medir o fluxo histórico dos neutrinos solares, permitindo revelar novas informações sobre o desenvolvimento do Sol e os efeitos climáticos.
A nossa estrela produz bastante energia através da fusão nuclear enquanto emite um fluxo constante de neutrinos, partículas subatómicas que revelam o seu funcionamento interno.
Apesar de os detetores ajudarem a compreender o comportamento do Sol, há questões ainda por resolver, nomeadamente relacionadas com a sua estabilidade ao longo de milhões de anos.
A missão do LORandite EXperiment (LOREX) – cujo objetivo é determinar o fluxo médio de neutrinos solares ao longo de um período extraordinário de quatro milhões de anos que corresponde à idade geológica do minério de lorandita – é precisamente desvendar estes mistérios ainda sem resposta através da medição da secção transversal do neutrino solar para o tálio.
Recentemente, uma equipa internacional de cientistas conseguiu esta tão esperada medição, usando o Experimental Storage Ring (ESR) no GSI/FAIR, em Darmstadt.
Neutrinos produzidos pelo Sol interagem com átomos de tálio (Tl) encontrados no mineral lorandita (TlAsS2), convertendo-os em átomos de chumbo (Pb).
O isótopo 205Pb é especialmente significativo devido à sua longa meia-vida de 17 milhões de anos, o que significa que permanece estável durante o período de quatro milhões de anos do minério de lorandita.
Como medir diretamente a secção transversal de interação de neutrinos com 205Tl não é viável, os cientistas criaram uma abordagem inovadora: focaram-se numa propriedade fundamental da física nuclear, conhecida como elemento da matriz nuclear, que influencia tanto a taxa de interação de neutrinos quanto o decaimento beta do estado ligado de 20 Tl81+ totalmente ionizado para 205 Pb81+ .
Este método permitiu que a equipa extraísse dados essenciais necessários para calcular a secção transversal de neutrinos.
Segundo o SciTechDaily, a medição experimental da meia-vida do decaimento beta do estado ligado de iões 205Tl81+ totalmente ionizados só foi possível graças às capacidades únicas do Experimental Storage Ring (ESR).
O ESR é atualmente a única instalação onde este tipo de medições são viáveis. Os iões 205Tl81+ foram produzidos usando reações nucleares no Fragment Separator (FRS) do GSI/FAIR e armazenados por tempo suficiente para que o seu decaimento fosse observado e medido com sucesso no anel de armazenamento.
“A equipa mediu a meia-vida do decaimento beta do 205Tl81+ em 291 (+33/-27) dias, uma medição essencial que permite determinar a secção transversal de captura de neutrinos solares”, explicou Rui-Jiu Chen, um investigador envolvido no projeto.
Assim que a concentração de átomos de 205Pb nos minerais de lorandita for determinada pelo projeto LOREX, será possível fornecer novas informações sobre a história evolutiva do Sol e sua relação com o clima da Terra ao longo dos milénios.
O artigo científico foi publicado na Physical Review Letters.
