Neutrinos estreis no existem, revela experimento

Espao

Redação do Site Inovação Tecnológica – 13/01/2023

Tipos de neutrinos

Neutrinos estreis no existem.

Esta foi a concluso taxativa da colaborao internacional responsvel pelo experimento Stereo, sigla em ingls para “Reator de Pesquisa para Oscilaes de Neutrinos Estreis”, que coletou dados continuamente por mais de quatro anos.

O chamado Modelo Padro da Fsica de Partculas descreve todas as partculas elementares conhecidas e suas interaes, incluindo os neutrinos, partculas “inventadas” em 1930 por Wolfgang Pauli para fechar as equaes que expressam as leis universais de conservao de energia.

Os neutrinos so muito leves – na verdade, a descoberta de que os neutrinos tm massa levou o Nobel de Fsica em 2015 -, so eletricamente neutros e interagem apenas atravs da fora eletrofraca. Portanto, eles so extremamente difceis de detectar – sua primeira deteco experimental direta s ocorreu 26 anos depois de serem teorizados.

Hoje so conhecidos trs tipos ou “sabores” de neutrinos: o neutrino do eltron, o neutrino do mon e o neutrino do tau. medida que viajam, eles podem mudar de identidade, oscilando entre diferentes propriedades devido sua massa muito pequena.

Ento, em 2011, o aumento da preciso dos experimentos revelou uma anomalia entre o fluxo de antineutrinos – a verso antimatria do neutrino – previsto pelas teorias e aqueles emitidos por reatores nucleares. Isso desencadeou a hiptese da existncia de um estado de neutrino suplementar que seria estril, ou seja, que no seria capaz de interagir por meio da interao fraca. Esses neutrinos estreis tambm viriam a calhar para explicar fenmenos fsicos ainda no totalmente compreendidos, como a matria escura.

Em busca do neutrino estril

Para testar de modo inequvoco essa hiptese da existncia dos neutrinos estreis e determinar suas propriedades, o experimento Stereo comeou a operar em 2017 junto ao reator de pesquisa nuclear de alto fluxo no Instituto Laue-Langevin (ILL), uma organizao de pesquisa europeia sediada na Frana. O experimento consiste em um detector composto por seis elementos idnticos, colocados a apenas 10 metros do ncleo do reator.

Fortemente protegidas do ambiente externo, as clulas do detector foram posicionadas de maneira ideal para procurar, com uma preciso sem precedentes, a assinatura dos neutrinos estreis: Se eles de fato existissem, deveriam aparecer distores dependentes da posio em sua distribuio de energia.

Agora, a colaborao STEREO confirmou uma anomalia no fluxo de neutrinos emitidos pelo reator nuclear, mas descartou a hiptese de que os neutrinos estreis seriam a causa disso.

Na verdade, segundo equipe, o que aconteceu foi um erro na teoria que sugeria a existncia dos neutrinos estreis.

“Conseguimos observar um total de mais de 100.000 neutrinos nos anos de 2017 a 2020, mas no conseguimos determinar nenhum vestgio de potenciais neutrinos estreis nessas medies,” resumiu Christian Buck, um dos pesquisadores do experimento. “O mais provvel que as anomalias observadas resultem de incertezas subestimadas nos dados nucleares dos decaimentos radioativos usados para a previso do fluxo, e no dos prprios experimentos de neutrinos.”

Embora esse resultado rejeite fortemente a hiptese do neutrino estril, ele serve como um suporte adicional ao Modelo Padro e seu contedo de neutrinos dos trs outros sabores.

Outras notcias sobre:

Mais tópicos