Uma estranha lacuna entre as previsões teóricas e os resultados experimentais em um grande projeto de pesquisa de neutrinos pode ser um sinal do neutrino ‘estéril’ indescritível – uma partícula tão silenciosa que só pode ser detectada pelo silêncio que deixa em seu rastro.
Não é a primeira vez que a anomalia é vista, somando-se a dados experimentais anteriores, sugerindo algo estranho no mundo da pesquisa de neutrinos. Desta vez, foi detectado no Baksan Experiment on Sterile Transitions (BEST).
Evidências inequívocas do hipotético neutrino estéril podem fornecer aos físicos um candidato sólido para o misterioso suprimento de matéria escura do Universo. Por outro lado, tudo pode se resumir a um problema nos modelos usados para descrever os comportamentos peculiares dos neutrinos da velha escola.
O que também representaria um momento significativo na história da física.
“Os resultados são muito empolgantes”, diz Steve Elliott, físico do Laboratório Nacional de Los Alamos.
“Isso definitivamente reafirma a anomalia que vimos em experimentos anteriores. Mas o que isso significa não é óbvio. Agora existem resultados conflitantes sobre neutrinos estéreis. Se os resultados indicam que a física nuclear ou atômica fundamental é mal compreendida, isso também seria muito interessante. .”
Apesar de estar entre as partículas mais abundantes do Universo, os neutrinos são notoriamente difíceis de capturar. Quando você tem quase nenhuma massa, nenhuma carga elétrica, e apenas torna sua presença conhecida através da força nuclear fraca, é fácil deslizar sem impedimentos até mesmo pelos materiais mais densos.
O movimento fantasmagórico do neutrino não é sua única qualidade interessante. A onda quântica de cada partícula se transforma à medida que avança, oscilando entre ‘sabores’ característicos que ecoam seus primos de partículas carregadas negativamente – o elétron, o múon e o tau.
Estudos sobre as oscilações de neutrinos no Laboratório Nacional Los Alamos dos EUA na década de 1990 notaram lacunas no tempo desse flip-flop que deixou espaço para um quarto sabor, um que não faria nem uma ondulação no campo nuclear fraco .
Envolto em silêncio, o sabor estéril do neutrino só seria perceptível por uma breve pausa em suas interações.
O BEST está protegido de fontes de neutrinos cósmicos sob uma milha de rocha nas montanhas do Cáucaso, na Rússia. Possui um tanque de câmara dupla de gálio líquido que pacientemente coleta neutrinos em erupção de um núcleo de cromo irradiado.
Depois de medir a quantidade de gálio que se transformou em um isótopo de germânio em cada tanque, os pesquisadores puderam trabalhar para trás para determinar o número de colisões diretas com neutrinos enquanto oscilavam através de seu sabor de elétrons.
Semelhante à própria ‘anomalia de gálio’ do experimento de Los Alamos, os pesquisadores calcularam um quinto a um quarto a menos de germânio do que o esperado, sugerindo um déficit no número esperado de neutrinos de elétrons.
Isso não quer dizer com certeza que os neutrinos adotaram brevemente um sabor estéril. Muitas outras buscas pela pequena partícula pálida surgem de mãos vazias, deixando aberta a possibilidade de que os modelos usados para prever as transformações sejam em algum nível enganosos.
Isso não é em si uma coisa ruim. Correções na estrutura básica da física nuclear podem ter ramificações significativas, potencialmente revelando lacunas no Modelo Padrão que podem levar a explicações para alguns dos grandes mistérios remanescentes da ciência.
Se esta é realmente a marca do neutrino estéril, podemos finalmente ter evidências de um material que existe em quantidades tremendas, mas faz apenas uma covinha gravitacional no tecido do espaço.
Se essa é a soma da matéria escura ou uma mera peça de seu quebra-cabeça, dependeria de mais experimentação nas partículas fantasmas mais fantasmagóricas.
Publicado em 18/06/2022 16h09
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