Nobel de Física para descoberta de que neutrinos 'mudam de identidade'

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Prêmio Nobel de Física de 2015 vai para a Pesquisa sobre Neutrinos

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Prêmio Nobel de Física de 2015 vai para a Pesquisa sobre Neutrinos

Postado em: 09/10/2015

Takaaki Kajida (Universidade de Tóquio) e Arthur B. McDonald (Queen’s Universidade)
ganhadores do Nobel em Física em 2015

Anunciado em 6 de outubro, o Prêmio Nobel de Física de 2015 foi concedido a Arthur B. McDonald, 72, da Queen's University, do Canadá, e Takaaki Kajida, 56, da Universidade de Tóquio, Japão pela descoberta de que os neutrinos, um tipo de partícula elementar, mudam de classe e possuem massa.

Neutrinos são partículas subatômicas sem carga elétrica – daí o seu nome. Segunda partícula mais abundante do Universo, perdendo apenas para o fóton, as partículas de luz, bilhões delas cruzam o corpo humano a todo momento.

Se os neutrinos têm massa, isso significa que há uma significativa interação gravitacional entre eles e o resto do Universo. Foi o que Kajita e McDonald, trabalhando em diferentes detectores de partículas, mostraram no fim da década de 1990 e começo dos anos 2000.

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. O que acontecia com a partícula no caminho até a terra?

Elaborando experimentos sofisticados com detectores ultrassensíveis em cavernas profundas para evitar interferências externas, Kajida e McDonald levaram à detecção “das partículas desaparecidas”. Os neutrinos estavam, na verdade, se transformando de um tipo para outro, o que dificultava a investigação. O problema é que os neutrinos produzidos no Sol, por exemplo, são de uma classe específica, associada aos elétrons, as partículas de carga negativa nos átomos.

Os experimentos dos dois físicos ganhadores do Nobel de 2015 mostraram que os neutrinos do elétron também poderiam se transformar em "neutrinos do tau" ou "neutrinos do múon", associados a outras partículas elementares. Uma implicação disso era que essas partículas possuem massa, algo que não era esperado.

Ambos trabalharam em experimentos importantes para o estudo de neutrinos. Kajida integra a equipe do projeto Super-Kamiokande, um conjunto de detectores de 40 metros de altura construído numa mina de zinco a 1 km de profundidade, perto de Tóquio. Esse experimento pesquisava neutrinos produzidos por raios cósmicos na atmosfera terrestre.

McDonald trabalhou no Observatório de Neutrinos de Sudbury, no estado canadense de Ontario, que estudava neutrinos produzidos pelo Sol. O projeto consistia em detectores instalados dentro de uma caverna aberta por uma mina de níquel a 2 km de profundidade.

A confirmação de que neutrinos têm massa contrariava aquilo que era sugerido pelo “Modelo Padrão”, a teoria vigente da física de partículas, indicando que ele talvez não seja uma descrição completa da física fundamental. Antes disso, acreditava-se que os neutrinos fossem entidades sem massa, como os fótons.

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.

O CBPF e a Física de Neutrinos

Com longa tradição em Física de Partículas, área em que o estudo de neutrinos se insere, o CBPF integra atualmente três colaborações internacionais relacionadas à pesquisa sobre neutrinos: Double Chooz, França; CONNIE e MINERVA, FERMILAB, Estados Unidos.

Além disso, é sede do Projeto Angra Neutrinos, uma colaboração que reúne pesquisadores de diversas instituições de ensino e pesquisa do Brasil e conta com o apoio da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), órgão da ONU que congrega os países signatários do Tratado de não proliferação nuclear.

O projeto desenvolve técnicas para monitorar reatores nucleares através da medida do fluxo de neutrinos emitido utilizando o reator nuclear Angra II. Estas técnicas, além de oferecerem um método alternativo para medir a potência térmica do reator, podem também ser usadas para determinar a composição isotópica do combustível nuclear, constituindo-se em um método alternativo para controle de reatores e verificação de salvaguardas nucleares.

Fonte: O Globo e Folha de São Paulo.

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