Abaixo de uma colina de granito no sul da China, um enorme detector está quase pronto e irá farejar as misteriosas partículas fantasmas que espreitam ao nosso redor.

O Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen começará em breve a difícil tarefa de detectar neutrinos : minúsculas partículas cósmicas com uma massa assustadoramente pequena.

O detector é um dos três que estão sendo construídos ao redor do globo para estudar essas partículas fantasmas elusivas nos mínimos detalhes até agora. Os outros dois, baseados nos Estados Unidos e no Japão, ainda estão em construção.

Espiar neutrinos não é pouca coisa na busca para entender como o universo surgiu. O esforço chinês, programado para entrar em operação no ano que vem, levará a tecnologia a novos limites, disse Andre de Gouvea, um físico teórico da Northwestern University que não está envolvido no projeto.

"Se eles conseguirem fazer isso", ele disse, "seria incrível".

Neutrinos datam do Big Bang, e trilhões passam rapidamente por nossos corpos a cada segundo. Eles são expelidos de estrelas como o sol e saem quando pedaços atômicos colidem em um acelerador de partículas .

Os cientistas sabem da existência dos neutrinos há quase um século, mas ainda estão nos estágios iniciais de descobrir o que essas partículas realmente são.

"É a partícula menos compreendida em nosso mundo", disse Cao Jun, que ajuda a gerenciar o detector conhecido como JUNO. "É por isso que precisamos estudá-la."

Não há como detectar os minúsculos neutrinos zunindo por conta própria. Em vez disso, os cientistas medem o que acontece quando eles colidem com outros pedaços de matéria, produzindo flashes de luz ou partículas carregadas.

Neutrinos colidem com outras partículas muito raramente, então, para aumentar suas chances de detectar uma colisão, os físicos precisam pensar grande.

"A solução para medir esses neutrinos é construir detectores muito, muito grandes", disse de Gouvea.

O detector de US$ 300 milhões em Kaiping, China, levou mais de nove anos para ser construído. Sua localização a 2.297 pés (700 metros) no subsolo protege contra raios cósmicos e radiação irritantes que podem prejudicar suas habilidades de farejar neutrinos.

Na quarta-feira, os trabalhadores começaram a etapa final da construção. Eventualmente, eles encherão o detector em forma de orbe com um líquido projetado para emitir luz quando os neutrinos passarem e submergirão a coisa toda em água purificada.

Ele estudará antineutrinos — um oposto aos neutrinos que permite aos cientistas entender seu comportamento — produzidos a partir de colisões dentro de duas usinas nucleares localizadas a mais de 31 milhas (50 quilômetros) de distância. Quando os antineutrinos entram em contato com partículas dentro do detector, eles produzem um flash de luz.

O detector é especialmente projetado para responder a uma pergunta-chave sobre um mistério de longa data. Neutrinos alternam entre três sabores enquanto voam pelo espaço, e os cientistas querem classificá-los do mais leve ao mais pesado.

Detectar essas mudanças sutis nas partículas já evasivas será um desafio, disse Kate Scholberg, física da Universidade Duke que não está envolvida no projeto.

"Na verdade, é algo muito ousado tentar fazer isso", ela disse.

O detector da China está programado para operar durante o segundo semestre do ano que vem. Depois disso, levará algum tempo para coletar e analisar os dados — então os cientistas terão que continuar esperando para desenterrar completamente as vidas secretas dos neutrinos.

Dois detectores de neutrinos similares — o Hyper-Kamiokande do Japão e o Deep Underground Neutrino Experiment, sediado nos Estados Unidos — estão em construção. Eles devem entrar em operação por volta de 2027 e 2031 e farão uma verificação cruzada dos resultados do detector da China usando diferentes abordagens.

"No final, temos uma melhor compreensão da natureza da física", disse Wang Yifang, cientista-chefe e gerente de projeto do esforço chinês.

Embora os neutrinos mal interajam com outras partículas, eles existem desde o início dos tempos. Estudar essas relíquias do Big Bang pode dar pistas aos cientistas sobre como o universo evoluiu e se expandiu bilhões de anos atrás.

"Eles fazem parte do cenário geral", disse Scholberg.

Uma questão que os pesquisadores esperam que os neutrinos possam ajudar a responder é por que o universo é composto predominantemente de matéria, enquanto sua contraparte oposta, chamada antimatéria, foi amplamente extinta.

Os cientistas não sabem como as coisas ficaram tão desequilibradas, mas acreditam que os neutrinos podem ter ajudado a escrever as primeiras regras da matéria.

A prova, dizem os cientistas, pode estar nas partículas. Eles terão que capturá-las para descobrir.