Nova técnica selvagem pode finalmente medir o esquivo neutrino: WebCuriosos
Neutrinos são partículas subatômicas abundantes que têm um papel crucial na composição do Universo. Inicialmente consideradas sem massa, essas partículas quase imperceptíveis deveriam pesar alguma coisa, de acordo com teorias atualizadas.
Exatamente o que é essa medição ainda não foi determinado experimentalmente. Uma equipa internacional de cientistas descobriu uma nova forma de resolver este pequeno mistério.
Conhecer a massa de um neutrino seria um grande momento para a ciência, principalmente para ajudar a descobrir como o Universo primitivo começou, mas estas partículas recusaram-se a funcionar bem com os nossos actuais instrumentos e detectores.
A resposta, tal como apresentada num novo estudo, poderá residir no acompanhamento decaimento betaespecificamente no raro tipo radioativo de hidrogênio chamado trítio. Este processo natural de decaimento radioativo pode ser observado e – potencialmente – revelará o peso dos neutrinos envolvidos.
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“Em princípio, com o desenvolvimento tecnológico e a expansão, temos uma chance realista de atingir a faixa necessária para determinar a massa do neutrino”, diz o físico Brent VanDevender, do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico.
Quando trítio decai, ele cria três partículas subatômicas: um íon de hélio, um elétron e um neutrino. Ao conhecer a massa total e a massa das outras partículas, os cientistas têm esperança de que a massa que falta será a do neutrino.
A abordagem depende do que é conhecido como Espectroscopia de Emissão de Radiação Ciclotron ou CRES, que pode capturar radiação de microondas dos elétrons que escapam, à medida que viajam ao longo de um campo magnético, e assim inferem os efeitos do neutrino que os acompanha.
“O neutrino é incrivelmente leve,” diz a física Talia Weiss, da Universidade de Yale. “É mais de 500.000 vezes mais leve que um elétron. Portanto, quando neutrinos e elétrons são criados ao mesmo tempo, a massa do neutrino tem apenas um pequeno efeito no movimento do elétron.”
“Queremos ver esse pequeno efeito. Portanto, precisamos de um método superpreciso para medir a rapidez com que os elétrons estão se movimentando.”
O CRES tem foi usado antes em experimentos semelhantes, mas o estudo mais recente é o primeiro a analisar decaimentos beta do trítio e definir um limite superior para a massa do neutrino. Além disso, o CRES tem potencial para escalar e desenvolver-se melhor do que qualquer outra tecnologia deste tipo – embora ainda existam obstáculos técnicos significativos a superar.
Como apontam os pesquisadores, a massa dos neutrinos é vital na física em todas as escalas, incluindo física nuclear e de partículas, astrofísica e cosmologia. Pode até acontecer que, quando pesarmos esta partícula, tenhamos de enfrentar todo um novo ramo da física.
“Ninguém mais está fazendo isso” diz a física Elise Novitski, da Universidade de Washington. “Não estamos pegando uma técnica existente e tentando ajustá-la um pouco. Estamos no Velho Oeste.”
A pesquisa foi publicada em Cartas de revisão física.
