{"id":76066,"date":"2015-10-07T18:02:04","date_gmt":"2015-10-07T21:02:04","guid":{"rendered":"http:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/?p=76066"},"modified":"2015-10-07T18:02:04","modified_gmt":"2015-10-07T21:02:04","slug":"nobel-de-fisica-premia-pesquisas-que-evidenciaram-a-massa-do-neutrino","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.redenoticia.com.br\/noticia\/2015\/nobel-de-fisica-premia-pesquisas-que-evidenciaram-a-massa-do-neutrino\/76066","title":{"rendered":"Nobel de F\u00edsica premia pesquisas que evidenciaram a massa do neutrino"},"content":{"rendered":"

Jos\u00e9 Tadeu Arantes | Ag\u00eancia FAPESP \u2013 Duas d\u00e9cadas depois da descoberta das oscila\u00e7\u00f5es dos neutrinos, que mostrou que essas part\u00edculas possuem massa, os dois principais respons\u00e1veis pela fa\u00e7anha, o japon\u00eas Takaaki Kajita, da Super-Kamiokande Collaboration, da Universidade de T\u00f3quio, e o canadense Arthur McDonald, da Sudbury Neutrino Observatory Collaboration da Queen\u2019s University, foram contemplados com o pr\u00eamio Nobel<\/em><\/strong> de F\u00edsica de 2015. O an\u00fancio oficial da premia\u00e7\u00e3o ocorreu em 6 de outubro.<\/p>\n

Em dois experimentos independentes, Kajita e McDonald demonstraram que os neutrinos podem mudar de identidade \u2013 ou de \u201csabor\u201d, conforme o jarg\u00e3o da f\u00edsica de part\u00edculas. Isto \u00e9, um tipo de neutrino pode se transformar em outro. E, para que tal mudan\u00e7a ocorra, \u00e9 preciso que a part\u00edcula tenha massa. O chamado Modelo Padr\u00e3o da F\u00edsica de Part\u00edculas considerava at\u00e9 ent\u00e3o que o neutrino n\u00e3o possu\u00eda massa.<\/p>\n

A import\u00e2ncia da descoberta para o avan\u00e7o do conhecimento \u00e9 enorme, porque, depois do f\u00f3ton (a part\u00edcula da intera\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica), o neutrino \u00e9 o objeto mais abundante do Universo, descontada a mat\u00e9ria escura (da qual quase nada se sabe).<\/p>\n

Al\u00e9m disso, diferentemente do f\u00f3ton, o neutrino quase n\u00e3o interage com a mat\u00e9ria. Por isso a Terra recebe e \u00e9 atravessada regularmente por trilh\u00f5es de neutrinos sem que percebamos: neutrinos que foram produzidos nos primeiros tempos do Universo; neutrinos provenientes de fontes extragal\u00e1cticas; neutrinos gerados no interior das estrelas, entre elas, o Sol; e neutrinos resultantes do choque de raios c\u00f3smicos com a atmosfera terrestre.<\/p>\n

\u201cOs neutrinos t\u00eam, por assim dizer, o dom da ubiquidade. E s\u00e3o os mensageiros dos confins do espa\u00e7o e dos prim\u00f3rdios do tempo, fornecendo informa\u00e7\u00f5es preciosas sobre a estrutura do Universo. Gra\u00e7as \u00e0 descoberta das oscila\u00e7\u00f5es por Kajita e McDonald, o estudo dos neutrinos \u00e9 hoje um dos ramos mais din\u00e2micos da F\u00edsica, mobilizando pesquisadores que trabalham com part\u00edculas e com Cosmologia, com o micro e o macro\u201d, disse Renata Zukanovich Funchal, professora titular do Departamento de F\u00edsica Matem\u00e1tica do Instituto de F\u00edsica da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), \u00e0\u00a0Ag\u00eancia FAPESP.<\/p>\n

Especializada no estudo da fenomenologia de oscila\u00e7\u00f5es de neutrinos, Funchal participa do Projeto Tem\u00e1tico \u201c\u201d, apoiado pela FAPESP. E coordena a participa\u00e7\u00e3o brasileira no projeto europeu \u201cInvisibles \u2013 Neutrinos, Dark Matter and Dark Energy Physics\u201d, do qual Kajita tamb\u00e9m participa como coordenador da equipe japonesa.<\/p>\n

A primeira part\u00edcula hipot\u00e9tica da f\u00edsica<\/p>\n

Para avaliar o alcance da descoberta que resultou agora no Nobel, \u00e9 preciso recuar v\u00e1rias d\u00e9cadas. O neutrino foi a primeira part\u00edcula da F\u00edsica que teve sua exist\u00eancia postulada teoricamente, muito antes da descoberta experimental. Tal postula\u00e7\u00e3o foi feita pelo austr\u00edaco Wolfgang Pauli (1900-1958) em 1930, para explicar a conserva\u00e7\u00e3o da energia durante o evento nuclear conhecido como \u201cdecaimento beta\u201d.<\/p>\n

No decaimento beta, o n\u00facleo at\u00f4mico, que n\u00e3o tem el\u00e9trons, emite um el\u00e9tron. Sabe-se hoje que isso resulta da transmuta\u00e7\u00e3o de um n\u00eautron em um pr\u00f3ton, com a libera\u00e7\u00e3o do el\u00e9tron. Mas, para que a energia final do processo seja igual \u00e0 energia inicial, como exige a lei da conserva\u00e7\u00e3o da energia, \u00e9 preciso que o n\u00facleo emita tamb\u00e9m outro tipo de part\u00edcula al\u00e9m do el\u00e9tron.<\/p>\n

Essa part\u00edcula extra proposta por Pauli, que parecia um simples artif\u00edcio, foi inicialmente encarada com ceticismo pela comunidade cient\u00edfica. Mas o italiano Enrico Fermi (1901-1954) a levou a s\u00e9rio. E, em 1932, atribuiu-lhe o nome de neutrino, que significa \u201cpequeno n\u00eautron\u201d em italiano. O brasileiro M\u00e1rio Schenberg (1914-1990), que trabalhou com Fermi na juventude, foi um dos primeiros a utilizar operacionalmente tal ideia, por meio da qual fechou o balan\u00e7o energ\u00e9tico da explos\u00e3o das estrelas supernovas.<\/p>\n

A exist\u00eancia do neutrino foi finalmente confirmada em um experimento conduzido pelos norte-americanos Clyde Cowan e Frederick Reines em 1956. Em 1995, essa descoberta experimental foi contemplada com o Pr\u00eamio Nobel, que Reines recebeu, em seu nome e no de Cowan, falecido em 1974.<\/p>\n

\u201cNo Modelo Padr\u00e3o, o neutrino faz parte da fam\u00edlia dos l\u00e9ptons. Para cada l\u00e9pton eletricamente carregado (o el\u00e9tron, o m\u00faon e o tau), existe um neutrino correspondente. Portanto, existem tr\u00eas neutrinos: o do el\u00e9tron, o do m\u00faon e o do tau\u201d, informou Funchal. \u201cInicialmente, conhecia-se somente o neutrino do el\u00e9tron. O neutrino do m\u00faon foi descoberto em 1962 e o neutrino do tau apenas em 2000.”<\/p>\n

Mudan\u00e7a de \u201csabor\u201d<\/p>\n

A hip\u00f3tese da oscila\u00e7\u00e3o, isto \u00e9, da mudan\u00e7a de \u201csabor\u201d por meio da qual um neutrino se transforma em outro foi a resposta encontrada para uma grave anomalia que se tornou conhecida com o desenvolvimento dos processos experimentais. Essa anomalia foi constatada j\u00e1 no final da d\u00e9cada de 1960, em um experimento realizado na mina de Homestake, nos Estados Unidos. Destinado a detectar e contar os neutrinos do el\u00e9tron provenientes do Sol recebidos no local, o experimento mostrou que esse n\u00famero era apenas um ter\u00e7o do esperado. Era como se os neutrinos solares estivessem desaparecendo.<\/p>\n

\u201cNa verdade, o ocorrido foi uma mudan\u00e7a de sabor. Mas isso n\u00e3o se sabia na \u00e9poca. O neutrino e suas propriedades foram sendo descobertos aos poucos. Apesar de extremamente abundantes, e de estarem presentes por toda parte desde o in\u00edcio do universo, ignoramos por muito tempo sua exist\u00eancia. Os neutrinos est\u00e3o para a f\u00edsica de part\u00edculas assim como os micr\u00f3bios para a medicina. Durante mil\u00eanios interagimos com os micr\u00f3bios sem saber que eles existiam\u201d, comentou Funchal.<\/p>\n

Foi essa anomalia entre o n\u00famero de neutrinos esperado e o n\u00famero de neutrinos contabilizado que motivou, nos anos 1990, o experimento Super-Kamiokande, coordenado por Kajita. Esse experimento, realizado em um detector gigantesco, com 50 mil toneladas de \u00e1gua, foi desenhado para medir neutrinos solares (resultantes nos processos de fus\u00e3o nuclear que ocorrem no n\u00facleo do Sol) e tamb\u00e9m neutrinos atmosf\u00e9ricos (resultantes do choque dos raios c\u00f3smicos com as part\u00edculas existentes na atmosfera terrestre).<\/p>\n

\u201cO extraordin\u00e1rio no experimento do Super-Kamiokande \u00e9 que ele tem direcionalidade. O detector \u00e9 capaz de medir neutrinos a partir da dire\u00e7\u00e3o da qual prov\u00eam, desde os neutrinos vindos da posi\u00e7\u00e3o acima do detector at\u00e9 os neutrinos vindos do outro lado da Terra\u201d, afirmou Funchal.<\/p>\n

\u201cA grande surpresa foi descobrir que o n\u00famero de neutrinos variava com a dire\u00e7\u00e3o. Isso tamb\u00e9m podia ser interpretado como uma depend\u00eancia em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 dist\u00e2ncia. Porque os neutrinos atmosf\u00e9ricos que v\u00eam de cima do detector t\u00eam que percorrer cerca de 15 quil\u00f4metros (que \u00e9 a altitude na qual os raios c\u00f3smicos interagem com a atmosfera) enquanto que os neutrinos provenientes do outro lado da Terra t\u00eam que percorrer 15 quil\u00f4metros mais 12 mil quil\u00f4metros (que \u00e9 o tamanho do di\u00e2metro da Terra)\u201d.<\/p>\n

A descoberta feita pelos japoneses podia ser muito bem explicada pela oscila\u00e7\u00e3o do neutrino do m\u00faon em um outro tipo de neutrino, na \u00e9poca ainda n\u00e3o observado: o neutrino do tau. Esse resultado foi apresentado por Kajita em uma confer\u00eancia realizada no Jap\u00e3o em 1998. \u201cEle n\u00e3o apenas chefiou o experimento como fez a an\u00e1lise dos resultados obtidos\u201d, relatou a pesquisadora.<\/p>\n

Depois disso, foi realizado o experimento do McDonald para explicar a anomalia descoberta em Homestake, no final da d\u00e9cada de 1960, na contagem dos neutrinos solares. \u201cEste novo experimento foi realizado na mina de Sudbury, no Canad\u00e1, que, ali\u00e1s, pertence atualmente \u00e0 empresa Vale do Rio Doce. Ele foi concebido especialmente para medir neutrinos solares. E observou a transforma\u00e7\u00e3o de neutrinos do el\u00e9tron (os \u00fanicos produzidos nas rea\u00e7\u00f5es de fus\u00e3o nuclear do Sol) em neutrinos do m\u00faon e neutrinos do tau\u201d, detalhou Funchal.<\/p>\n

A primeira implica\u00e7\u00e3o dessas duas descobertas, a do Super-Kamiokande e a de Sudbury, \u00e9 que o neutrino tem massa. Uma massa extremamente pequena e que ainda n\u00e3o se sabe quanto vale, mas que existe. A segunda implica\u00e7\u00e3o \u00e9 que se trata de um fen\u00f4meno qu\u00e2ntico, da escala subat\u00f4mica, que est\u00e1 sendo observado a partir de efeitos macrosc\u00f3picos, por meio de detectores enormes.<\/p>\n

\u201cAl\u00e9m disso, como o neutrino t\u00eam o dom da ubiquidade e \u00e9 produzido pelos mais variados processos, as descobertas de Kajita e McDonald provocaram um enorme interesse pelos neutrinos e uma reavalia\u00e7\u00e3o de tudo o que se sabia sobre o papel deles na f\u00edsica de part\u00edculas, nos processos estelares, na evolu\u00e7\u00e3o do universo etc. Todas essas teorias foram revisitadas desde ent\u00e3o. Ainda n\u00e3o podemos prever consequ\u00eancias tecnol\u00f3gicas. Mas nada impede que isso possa ocorrer no futuro\u201d, concluiu Funchal.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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