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Sob 1.400 metros de profundidade e protegido por 2.300 metros de rocha, o Laboratório Gran Sasso busca matéria escura e partículas invisíveis que podem explicar o universo.
No coração da Itália, entre Roma e L’Aquila, na região de Abruzzo, existe uma estrutura que quase ninguém vê, mas que pode ajudar a explicar a própria origem do universo. O Laboratori Nazionali del Gran Sasso (LNGS), operado pelo INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare), está instalado sob o maciço do Gran Sasso d’Italia, protegido por aproximadamente 1.400 metros de profundidade e cerca de 2.300 metros equivalentes de rocha, que funcionam como escudo natural contra radiação cósmica.
Inaugurado oficialmente em 1987, o LNGS é considerado o maior laboratório subterrâneo da Europa dedicado à física de partículas, astrofísica e física nuclear. A estrutura ocupa cerca de 180 mil metros cúbicos de volume escavado, com três grandes salas experimentais, cada uma com aproximadamente 100 metros de comprimento, 20 metros de largura e 18 metros de altura.
Mas o que acontece ali não é mineração, nem armazenamento estratégico. É uma busca silenciosa por algo que ninguém jamais viu diretamente: matéria escura.
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Por que descer 1.400 metros para estudar o universo?
A resposta está na radiação cósmica. Na superfície da Terra, partículas vindas do espaço colidem constantemente com a atmosfera e produzem um “ruído” que interfere em experimentos extremamente sensíveis. Para detectar eventos raríssimos como interações hipotéticas de partículas de matéria escura — é necessário um ambiente quase livre dessa interferência.
A espessa camada de rocha sobre o laboratório reduz o fluxo de múons cósmicos em cerca de um milhão de vezes em comparação com a superfície. Esse isolamento transforma o Gran Sasso em um dos locais mais silenciosos do planeta do ponto de vista subatômico.
Ali, detectores gigantes operam dia e noite tentando registrar eventos que podem acontecer apenas uma vez em meses ou anos.
A busca pela matéria escura que compõe 27% do universo
Segundo o modelo cosmológico padrão, cerca de 27% do universo é composto por matéria escura, uma substância invisível que não emite luz, não absorve radiação eletromagnética e não pode ser observada diretamente. Sua existência é inferida pelos efeitos gravitacionais sobre galáxias e aglomerados cósmicos.
No Gran Sasso, experimentos como o XENONnT, uma das iniciativas mais avançadas do mundo na busca por matéria escura, utilizam toneladas de xenônio líquido ultrapuro dentro de tanques blindados para detectar interações extremamente raras entre partículas hipotéticas chamadas WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) e átomos comuns.
O XENONnT utiliza aproximadamente 8 toneladas de xenônio líquido, tornando-se um dos detectores mais sensíveis já construídos. O experimento é resultado de uma colaboração internacional com dezenas de instituições científicas e foi atualizado em 2020 para aumentar ainda mais sua sensibilidade.
A meta é simples na teoria, mas monumental na prática: capturar o menor sinal possível de uma partícula que pode atravessar a Terra inteira sem deixar rastro.
Neutrinos: partículas fantasma detectadas nas profundezas
Além da matéria escura, o laboratório também abriga experimentos dedicados ao estudo dos neutrinos, partículas conhecidas como “fantasmas do universo” porque praticamente não interagem com a matéria.
O experimento Borexino, também instalado no Gran Sasso, foi fundamental para medições precisas de neutrinos solares.
Em 2020, pesquisadores do Borexino anunciaram a primeira medição direta dos neutrinos do ciclo CNO no Sol, um marco na astrofísica estelar.
Essas partículas atravessam o planeta inteiro constantemente. Trilhões delas passam pelo corpo humano a cada segundo sem qualquer efeito perceptível.
Detectá-las exige sensores extremamente sensíveis e isolamento absoluto, algo possível apenas em ambientes subterrâneos como o Gran Sasso.
Infraestrutura colossal sob os Alpes italianos
O LNGS não é um pequeno bunker científico. É uma verdadeira cidade subterrânea conectada ao túnel rodoviário do Gran Sasso, que atravessa os Alpes centrais italianos.
A estrutura inclui:
- Três grandes salas experimentais
- Túneis auxiliares
- Sistemas de ventilação independentes
- Controle rigoroso de radiação ambiental
- Áreas de pesquisa e apoio técnico
Cerca de 1.000 pesquisadores de mais de 30 países utilizam as instalações todos os anos. O laboratório é considerado peça-chave na rede global de física de partículas, trabalhando em colaboração com o CERN, na Suíça, e outras instituições internacionais.
O silêncio que protege os experimentos
Abaixo da montanha, o ambiente é controlado com precisão. A radioatividade natural do ambiente é monitorada constantemente. Materiais utilizados nos experimentos passam por triagem rigorosa para evitar qualquer contaminação que possa gerar “falsos positivos”.
Alguns detectores são construídos com metais e componentes que passaram anos armazenados em ambientes protegidos para evitar ativação por radiação cósmica.
A obsessão pelo silêncio físico é total. O objetivo é eliminar qualquer interferência que possa mascarar o que pode ser uma das descobertas mais importantes da física moderna.
O que está em jogo: entender do que o universo é feito
Se a matéria escura for detectada diretamente, o impacto será histórico. O modelo padrão da física de partículas precisará ser expandido. A compreensão sobre formação de galáxias, expansão do universo e estrutura cósmica pode mudar radicalmente.
Hoje, cerca de 68% do universo é energia escura, 27% matéria escura e apenas cerca de 5% corresponde à matéria comum — aquela que forma estrelas, planetas e seres humanos.
Ou seja, tudo o que vemos representa apenas uma pequena fração da realidade cósmica. Gran Sasso é um dos poucos lugares do planeta onde cientistas tentam abrir essa porta invisível.
Um laboratório que opera no limite da física conhecida
Mesmo após décadas de experimentos, a matéria escura ainda não foi detectada diretamente. Cada atualização nos detectores aumenta a sensibilidade e reduz o espaço de possíveis candidatos teóricos.
O LNGS continua expandindo seus experimentos, com novas fases previstas para os próximos anos. A corrida científica envolve laboratórios nos Estados Unidos, China e Canadá, mas o Gran Sasso permanece como um dos centros mais estratégicos dessa busca.
O paradoxo é fascinante: quanto mais se aprofunda na montanha, mais se tenta enxergar além das estrelas.
A ciência escondida que poucos sabem que existe
Enquanto cidades italianas seguem sua rotina na superfície, sob os Alpes uma estrutura silenciosa opera continuamente, registrando sinais quase imperceptíveis que podem redefinir a física.
Não há sirenes. Não há explosões. Não há anúncios dramáticos.
Apenas sensores atentos esperando que uma partícula invisível finalmente revele sua presença.
Se isso acontecer, será uma descoberta capaz de mudar livros, teorias e a própria forma como a humanidade entende o cosmos. E tudo começou com uma decisão ousada: cavar fundo na Terra para tentar enxergar o que está além dela
O laboratório não é apenas “subterrâneo”. Ele está protegido por cerca de 1.400 metros de rocha vertical e aproximadamente 2.300 metros de cobertura equivalente em água (m.w.e.), uma métrica usada na física de partículas para descrever o nível de blindagem contra radiação cósmica.
Nossa!Faz uma matéria tão séria e erra totalmente a geografia?Gran Sasso não está nos Alpes, está no centro da Italia nos Apeninos. Corrija isso.
Se o «Éter», bosons, permeia o Cosmos, com 70% energia e 30% de massa, como ainda não encontramos evidencias ? Ainda sabemos muito pouco sobre o Universo Quântico
Mas não é só esses tipos de análises não. Aí tem outros tipos de experimentos.