terça-feira, 6 de outubro de 2015

Neutrinos: partículas-fantasma


Técnicos fazem reparos em peças do detector de neutrinos subterrâneo Super-Kamiokande (Foto: Kamioka Obs./ICCR/Universidade de Tóquio)

O estudo de neutrinos que se deslocam no espaço e atravessam a Terra como fantasmas sempre foi cercado de mistério antes dos trabalhos de McDonald e Kajida. Físicos acreditavam que essas partículas, que existem em três tipos diferentes, estavam sumindo durante a trajetória, pois boa parte delas não estava sendo detectada.

Neutrinos são as partículas elementares conhecidas mais numerosas do Universo depois dos fótons, e atravessam a Terra vindas de todos os lados. Nossos corpos são atravessados por trilhões deles a cada segundo, daí o apelido de partículas-fantasma.

Muitos neutrinos são criados por partículas de raios cósmicos que incidem na atmosfera, e alguns são criados em reações nucleares dentro do Sol. Cientistas haviam calculado quantas das partículas solares deveriam chegar à Terra, mas os primeiros experimentos de detecção só acharam um terço dos neutrinos esperados, e os físicos não sabiam por quê.

Isso desafiava princípios básicos da física, porque partículas elementares não somem sem deixar pista. Elaborando experimentos sofisticados com detectores ultrassensíveis em cavernas profundas para evitar interferências externas, Kajida e McDonald levaram à detecção das partículas que pareciam estar sumindo. Elas estavam, na verdade, mudando de um tipo para outro, o que dificultava a investigação. Os neutrinos do elétron também poderiam se transformar em "neutrinos do tau" ou "neutrinos do múon", associados a outras partículas elementares.

O experimento no qual Kajida trabalhou foi o Super-Kamiokande, um conjunto de dectores de 40 metros de altura construído numa mina de zinco a 1 km de profundidade. Esse experimento, perto de Tóquio, estudava neutrinos produzidos por raios cósmicos na atmosfera terrestre,

McDonald trabalhou no Observatório de Neutrinos de Sudbury, que estudava neutrinos produzidos pelo Sol em detectores instalados dentro de uma caverna aberta por uma mina de níquel no estado canadense de Ontário.

Os resultados dos experimentos de detecção demonstraram que os neutrinos mudam de identidade durante sua trajetória no centro da Terra, e uma das implicações disso é que eles possuem massa. Até então, a maior parte dos físicos acreditava que os neutrinos eram partículas desprovidas de massa, como o fóton, a partícula de luz.

A confirmação de que neutrinos têm massa contrariava aquilo que era sugerido pelo Modelo Padrão, a teoria vigente da física de partículas, sugerindo que ele não é uma descrição completa da física fundamental.

Membros da Fundação Nobel anunciam os vencedores do Prêmio Nobel de Física de 2015 (Foto: JOnathan Nackstrand/AFP)

O Prêmio Nobel de Física de 2015 foi concedido a Arthur B. McDonald, da Universidade Queens, do Canadá, e Takaaki Kajida, da Universidade de Tóquio, Japão pela descoberta de que os neutrinos, um tipo de partícula elementar, mudam de classe e possuem massa.

Os dois pesquisadores dividem os 8 milhões de coroas suecas (US$ 963 mil) do prêmio. Ambos os pesquisadores trabalharam em experimentos importantes que detectaram essas partículas, muito difíceis de capturar por não possuírem carga elétrica e terem massa extremamente leve.



Fonte: http://g1.globo.com/ciencia-e-saude/noticia/2015/10/fisicos-que-descobriram-massa-de-neutrinos-particulas-fantasma.html

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Helen De Rose

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