Metamorfose dos neutrinos rende Nobel de Física em 2015

A descoberta de que neutrinos têm massa e oscilam entre vários tipos garantiu a Takaaki Kajita, no Japão, e Arthur B. McDonald, no Canadá, o Prêmio Nobel em Física de 2015.

Trabalhando no detector Super-Kamiokande, Kajita liderou um grande grupo de pesquisa que, em 1998, identificou que os neutrinos parecem passar continuamente por um processo de metamorfose, se transformando entre suas três possíveis versões: elétron, múon e tau.

Os neutrinos detectados pelo Super-Kamiokande eram criados em reações entre raios cósmicos e a atmosfera da Terra. Haveria algo de especial neles que provocava esse comportamento?

Três anos depois, Arthur McDonald mostrou com sua equipe do Sudbury Neutrino Observatory  que nada havia de particular no comportamento dos neutrinos atmosféricos. Na verdade, os neutrinos gerados pelo Sol passavam pelo mesmo processo.

A principal consequência desse resultado foi a descoberta de que neutrinos – ao contrário do que se imaginava anteriormente – têm massa.

Essa ideia teve de ser incorporada ao Modelo Padrão da Física de Partículas após os experimentos citados, pois até o fim do século XX os neutrinos eram considerados partículas sem massa. A descoberta também ajudou a ajustar a contabilidade sobre a produção de neutrinos solares. Antes de se dar conta que eles podiam oscilar entre um tipo e outro, parecia haver menos neutrinos de origem solar do que o esperado.  Levando em conta a oscilação, a contagem passou a ser consistente.

E os neutrinos ainda têm muitos segredos a revelar. Por terem carga neutra e serem extremamente diminutos, detectar neutrinos em interações com outras partículas é muito difícil. Mas diversos detectores e grupos – vários com participação brasileira – continuam a trabalhar neles buscando um entendimento mais profundo dessas enigmáticas partículas.

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