Medição mais precisa pode revelar massa de ‘partículas fantasmas’, diz estudo

Em um estudo realizado por pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Nuclear, na Alemanha, foi realizada uma das medições mais precisas da física de partículas. Chamada de massa de neutrinos em repouso, ou ‘partículas fantasmas’, os cientistas sugerem que uma melhor compreensão sobre o tema pode abrir portas para a física além do Modelo Padrão.

Os neutrinos são elementos que continuam misteriosos para a ciência; portanto, detectar sua massa pode avançar a física de partículas. No passado, alguns pesquisadores sugeriram que os neutrinos não tinham nenhuma massa, mas perceberam que existem três tipos em um (V1, V2 e V3).

Devido a sua natureza peculiar, os cientistas não conseguem pesar um neutrino normalmente para descobrir sua massa. Em vez de colocá-los em uma balança de precisão, os pesquisadores observaram suas interações com outras partículas presentes no Universo e mediram dados sobre os produtos de seu decaimento para tentar encontrar uma resposta.

“A investigação da escala absoluta da massa efetiva dos neutrinos permanece um desafio devido à interação exclusivamente fraca dos neutrinos com todas as partículas conhecidas no modelo padrão da física de partículas. Atualmente, o limite superior mais preciso e menos dependente do modelo para a massa do antineutrino do elétron é definido pelo Experimento Karlsruhe Tritium Neutrino (KATRIN) a partir da análise do decaimento ß do trítio”, é descrito no estudo.

Massa de um neutrino

Os neutrinos praticamente não têm carga ou atração gravitacional, então não exercem muita força sob outras partículas, mas isso também não quer dizer que os neutrinos não são parte fundamental da física. Trata-se da partícula mais abundante com massa no Universo, por isso, compreender mais detalhes sobre ela é fundamental para auxiliar na resolução de alguns dos problemas envolvendo o Modelo Padrão.

A imagem apresenta uma balança atômica extremamente precisa, conhecida como Pentatrap.Fonte:  MPI for Nuclear Physics 

A estimativa mais recente do peso de um neutrino foi desenvolvida pelo programa Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment (KATRIN), na Alemanha, utilizando a pulverização de elétrons e neutrinos liberados após o decaimento de hidrogênio. A medição mais precisa de um neutrino de elétron detectou que ele tinha aproximadamente 0,8 elétronvolts, ou seja, uma massa relativa com menos de um quilograma.

Visando tentar uma nova medição a partir do ‘valor Q’, uma diferença de energia total das partículas pós-decaimento, a equipe criou a Pentatrap. O dispositivo cilíndrico de ouro utiliza cinco armadilhas Penning para medir sutis diferenças de energia; durante o estudo, eles chegaram a um ‘valor Q’ de e 2.863,2 ± 0,6 eV c-2.

“O KATRIN determinou o limite superior mais preciso até hoje da massa do neutrino, ‘pesando-o’ em 0,8 elétron-volt por velocidade da luz ao quadrado, o que corresponde a um inimaginável 0,0000000000000000000000000000000000014 quilogramas! Essa ordem de magnitude de 10–36 corresponde aproximadamente à relação de peso entre quatro passas e o Sol. E isso é apenas um limite superior. A análise da distribuição estimada da massa no universo até chega a um limite superior significativamente menor das massas de neutrinos de 0,12 elétron-volt por velocidade da luz ao quadrado”, é descrito no site do Instituto Max Planck de Física Nuclear.

Gostou do conteúdo? Então, fique por dentro de mais estudos como esse aqui no TecMundo. Se desejar, aproveite para entender o que é fissão e fusão nuclear.