Encontrado o neutrino estéril, uma partícula que não deveria existir

(dr) Reidar Hahn / Fermilab

Interior do tanque MiniBooNE. Os fotodetectores captam a luz criada quando um neutrino interage com um núcleo atômico

Uma recente experiência revelou a prova mais forte da existência de uma misteriosa partícula chamada “neutrino estéril”, um tipo de neutrino que passa pela matéria sem que haja interação.

Não é novidade. A existência dessa partícula foi sugerida pela primeira vez há décadas, mas os cientistas nunca conseguiram encontrar provas concretas que confirmassem que a partícula realmente existe. Pelo contrário: muitas experiências contradisseram os resultados iniciais.

Agora, os novos dados deixam os cientistas na dúvida. Se os neutrinos estéreis forem reais, isso significa que há algo muito estranho acontecendo no Universo, que faz com que as experiências de física mais avançadas se contradigam.

Essa incerteza remonta a meados da década de 1990, quando o Liquid Scintillator Neutrino Detector (LSND), do Laboratório Nacional de Los Alamos, nos Estados Unidos, encontrou evidências de uma misteriosa partícula: o neutrino estéril. Contudo, o resultado nunca mais voltou a ser observado, fazendo com que a ideia fosse deixada de lado.

O MiniBooNE, do Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), localizado próximo à cidade de Chicago, também nos Estados Unidos, apontou agora para a existência da partícula misteriosa.

Caso o resultado tenha vindo para ficar, significaria uma grande revolução no campo da física, pois seria necessário rever o Modelo Padrão da Física de Partículas. O Modelo Padrão denomina a compreensão dos cientistas sobre as partículas existentes no Universo e explica como a matéria e a energia interagem no Cosmos.

Algumas das partículas existentes, como os quarks e os elétrons, são fáceis de imaginar: são, nada mais, nada menos, do que componentes dos átomos que compõem tudo o que existe no Universo.

Outras partículas, como os três neutrinos já conhecidos, são muito mais abstratas. São partículas de alta energia que fluem pelo Universo e interagem muito pouco com outras partículas – isso porque a interação é feita através da força fraca e da gravidade.

A força fraca e a gravidade fazem com que alguns detectores especializados consigam encontrar essas partículas. No caso dos neutrinos estéreis isso não acontece, já que não são identificáveis diretamente. Aliás, esse é um dos principais mistérios no que diz respeito a este tipo de partícula.

Algo está acontecendo, resta saber o quê

Tanto o LSND como o MiniBooNE dispararam feixes de neutrinos num detector escondido atrás de um isolador, de modo a bloquear todas as outras radiações. Depois são contados cuidadosamente os neutrinos de cada tipo que atingem esse mesmo detector.

Ambos já relataram mais detecções do que a descrição da oscilação de neutrinos do Modelo Padrão pode explicar, o que sugere que os neutrinos oscilam em tipos mais pesados – “estéreis” – que o detector não consegue identificar diretamente.

O resultado do MiniBooNE teve um desvio padrão medido em 4,8 sigma, pouco abaixo do limiar de 5,0 que os físicos procuram. Um resultado de 5,0 sigma tem 1 em 3,5 milhões de probabilidades de ser um equívoco, ou seja, alguma flutuação aleatória nos dados.

Segundo os cientistas, os resultados combinados do MiniBooNE e do LSND representam um resultado de 6,1 sigma, embora haja um certo grau de ceticismo em relação a esta afirmação.

Mas o maior mistério que continua ainda sem resposta é o fato de outros detectores, como o Oscillation Project with Emulsion-Tracking Apparatus, na Suíça, e o IceCube Neutrino Observatory, na Antártida, não encontrarem a anomalia que o LSND e o MiniBooNE descobriram.

Kate Scholberg, física de partículas da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, considera possível a anomalia ser “sistemática”, o que significa que há algo na maneira como os neutrinos interagem com a configuração experimental que os cientistas ainda não conseguiram entender.

Ciberia // HypeScience / ZAP

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