Partícula criada em reação nuclear no Sol rende Nobel: o neutrino

Olá queridos alunos. Como a notícia é fresca  existe a possibilidade de aparecer nos próximos concursos, inclusive no ENEM 2015/2016.

Fiquem atentos!!!

AO menos como curiosidade e atualização, vale a leitura.

Partícula criada em reação nuclear no Sol rende Nobel a físicos

06/10/2015  UOL

O Prêmio Nobel da Física de 2015 foi concedido ao japonês Takaaki Kajita e ao canadense Arthur McDonald por terem mostrado que o neutrino tem massa.

Neutrinos são partículas subatômicas sem carga elétrica –daí o seu nome. Por muito tempo se considerava que eles não tivessem massa, o que significaria que não interagiriam gravitacionalmente com o resto do Universo.

Kajita e McDonald, porém, trabalhando em diferentes detectores de partículas, mostraram no fim da década de 1990 e começo dos anos 2000 que neutrinos que vinham do Sol na verdade afetam, ainda que de modo muito sutil, os objetos ao seu redor.

O neutrino é a segunda partícula mais abundante do Universo, perdendo apenas para o fóton, as partículas de luz. A todo segundo, bilhões de neutrinos cruzam o seu corpo.

Até por isso, e ainda mais sabendo que eles têm massa, são candidatos a constituintes da matéria escura –a matéria que representa 85% do Universo e interage gravitacionalmente com os objetos visíveis, mas que ninguém sabe direito o que é.

“A descoberta mudou nosso entendimento da matéria e pode se mostrar crucial na nossa visão do Universo”, apontou a comissão sueca responsável pelo Nobel.

Não confunda o neutrino com o nêutron, partícula presente no núcleo dos átomos. Reações nucleares no interior do Sol são grandes criadoras de neutrinos –a maior parte das partículas que chegam à Terra têm essa origem. Neutrinos também foram criados com o Big Bang e, na Terra, surgem em usinas nucleares e, em menor escala, até dentro do corpo humano, pela atividade radioativa do potássio.

O neutrino já esteve ligado a vários ganhadores de prêmios Nobel. Na década de 1930, o primeiro a especular sobre a sua existência foi o austríaco Wolfgang Pauli, laureado em 1945. O italiano Enrico Fermi, que ganhou o Nobel em 1938, foi quem formulou a teoria que estabelecia a relação entre o neutrino e outras partículas. Em 1956, o americano Frederick Reines foi um dos responsáveis pela demonstração experimental da existência do neutrino –ele ganhou o prêmio de 1995.

Os pesquisadores descobriram que o neutrino tem massa a partir de um problema: as teorias da física previam que uma determinada quantidade de neutrinos deveria chegar à Terra a partir do Sol, mas os nossos detectores só recebiam um terço desse valor.

SABORES

Quem estaria roubando os neutrinos no meio do caminho? A resposta passa pela constatação de que há três tipos de neutrino. Os físicos curiosamente chamam os diferentes modelos de “sabores”. São eles: o neutrino do elétron, o neutrino do múon e o neutrino do tau.

O que se sabia era que o Sol produzia apenas o primeiro tipo, o neutrino do elétron, e era esse “sabor” específico que os detectores estavam procurando.

A sacada foi imaginar que talvez, no caminho, os neutrinos do elétron estivessem se transformando em outros tipos de neutrino, não sendo assim enxergados pelos detectores. Sacada um tanto ousada, porque tal transformação só poderia acontecer, mostravam os modelos teóricos dos físicos, se os neutrinos tivessem massa, o que ainda não era aceito.

Dois grandes detectores no Japão e no Canadá, liderados por Kajita e McDonald, demonstraram que estávamos recebendo neutrinos do Sol de sabores que não eram produzidos nas reações nucleares desse astro. Ou seja, havia mudança de sabor no caminho –fenômeno que ficou conhecido como “oscilação de neutrino”. Se há tal mudança, fica estabelecido que o neutrino tem massa.

DETECTORES

O detector de Super-Kamiokande começou a funcionar em 1996, dentro de uma antiga mina de zinco a 250 km de Tóquio. Já o Observatório de Neutrinos de Sudbury, no Canadá, construído dentro de uma mina de níquel, entrou em operação em 1999.

Esses detectores são feitos dentro da Terra para minimizar o ruído que outras partículas poderiam causar nas detecções –o neutrino atravessa grandes massas rochosas sem problemas. O Super-Kamiokande, por exemplo, está a mais de mil metros abaixo da superfície.

A essa profundidade, há um imenso tanque de água puríssima, de 40 metros de altura por 40 metros de comprimento –muito maior do que uma piscina olímpica. Bilhões de neutrinos atravessam tal tanque por segundo, e a grande maioria passa direto sem nem ser percebida.

O divertido é que, aqui e ali, alguns neutrinos esbarram com um núcleo atômico ou com um elétron presente na água. Aí a magia acontece: esse encontrão emite um flash de luz, conhecido como luz de Cherenkov.

Os cientistas entendem tudo da luz de Cherenkov –o tanque japonês tem mais de 11 mil detectores, por todos os lados do tanque, prontos para medir esses flashs. A partir do seu formato e intensidade, é possível saber qual “sabor” de neutrino passou por ali e de onde ele estava vindo antes da colisão.

A partir da operação dos detectores no Japão e no Canadá, ficou demonstrado que não era que os neutrinos estavam desaparecendo no caminho entre o Sol e a Terra. Eles apenas estavam mudando de “sabor” –e equipamentos adequados poderiam detectar isso.

Não se sabe ainda qual é exatamente a massa do neutrino. Só se sabe que é muito pequena.

NOBEL

Os físicos dividirão um prêmio de 8 milhões de coroas suecas, que equivalem a R$ 3,8 milhões. O dinheiro provém de um fundo deixado pelo patrono do prêmio, Alfred Nobel (1833-1896), inventor da dinamite. Os prêmios são distribuídos desde 1901.

Prof Wagner Bertolini