Os cientistas estão investigando o neutrino indescritível com um novo experimento no Large Hadron Collider (LHC).
Os cientistas usaram o detector Compact Muon Solenoid (CMS) no LHC no CERN (a sigla em francês para a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear) perto de Genebra, na Suíça, para um novo teste experimental investigando a massa de neutrinos.
Neutrinos, ou “partículas fantasmas”, são partículas subatômicas semelhantes aos elétrons, mas sem carga elétrica e uma massa minúscula, próxima de zero. O novo estudo usou dados da execução anterior do LHC. (Em abril, o acelerador de partículas foi reiniciado após um desligamento de três anos, que foi implementado para atualizações e manutenção).
Este experimento foi realizado para tentar responder à pergunta de por que o neutrino tem uma massa tão pequena. (O neutrino tem uma massa tão pequena que os cientistas ao longo da história sugeriram que ele pode não ter massa alguma.)
Produzidos dentro das estrelas através da fusão nuclear, os neutrinos são partículas estranhas e misteriosas que escaparam de nossa compreensão por anos. Sabemos que são uma das partículas mais comuns em todo o universo; estima-se que cerca de 100 bilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado do corpo humano a cada segundo.
De acordo com o atual Modelo Padrão da física de partículas, uma teoria que descreve todas as partículas fundamentais conhecidas e três das quatro forças do universo, partículas elementares como elétrons ganham sua massa interagindo com um campo associado à partícula do bóson de Higgs, conhecida como Campo de Higgs. Mas o neutrino não segue essas regras; o campo de Higgs não pode explicar sua massa mínima.
Com este experimento, os pesquisadores testaram o que é chamado de “modelo gangorra” que alguns pesquisadores acham que poderia explicar a massa do neutrino. Dentro dessa teoria, um neutrino leve (uma partícula conhecida) se une a um hipotético neutrino pesado, que age como o parceiro mais pesado em uma gangorra, levantando a partícula mais leve e dando-lhe sua massa muito leve.
Mas, para que o modelo de gangorra funcione, os neutrinos envolvidos precisariam ser essencialmente suas próprias partículas de antimatéria, chamadas partículas de Majorana, de acordo com um comunicado que descreve a nova pesquisa. As partículas de antimatéria têm a massa de suas partículas correspondentes, mas com uma carga elétrica oposta. (O equivalente de antimatéria do elétron, por exemplo, é o pósitron.)
Então, para testar o modelo de gangorra com este experimento, os pesquisadores tentaram encontrar neutrinos de Majorana em colisões de partículas de alta energia no LHC. A equipe usou o detector CMS para coletar os dados dessas colisões. Embora o estudo seja recente, as colisões que produziram esses dados ocorreram entre 2016 e 2018.
A equipe não encontrou nenhuma evidência de neutrinos de Majorana nos dados. No entanto, os dados coletados os ajudaram a estabelecer novos limites no modelo gangorra.
Agora, embora este seja um novo estudo de colisões mais antigas no LHC, com a instalação ligada novamente, o acelerador de partículas está pronto para começar a fazer novas colisões neste verão, e os pesquisadores “podem esperar coletar mais dados e experimentar a gangorra novamente”, segundo o mesmo comunicado.
Publicado em 07/05/2022 20h16
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