Mistério da física está mais próximo de ser solucionado

Redação do Site Inovação Tecnológica - 16/06/2011

O experimento Superkamiokande é formado por milhares de detectores em uma instalação subterrânea, totalmente preenchida com água - é por isso que os cientistas estão usando um bote.
[Imagem: Universidade de Tóquio]

Enigma

De onde veio toda a matéria do Universo? E para onde foi a antimatéria?

Este é um dos maiores mistérios da física moderna.

É por isso que a comunidade científica está tão entusiasmada com o anúncio de uma descoberta feita por um experimento conhecido com Superkamiokande, no Japão.

Os resultados indicam uma intrigante nova propriedade das enigmáticas partículas conhecidas como neutrinos.

Oscilações do neutrino

Existem três tipos, ou sabores, de neutrinos - neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau.

Experiências anteriores têm demonstrado que estes diferentes sabores de neutrinos podem, espontaneamente, transformar-se um no outro, um fenômeno chamado de "oscilação" de neutrinos.

Dois tipos de oscilações já foram observados, mas em seu primeiro período completo de funcionamento, o experimento T2K (Tokai-to-Kamioka) já encontrou indícios de um novo tipo de oscilação - o aparecimento de neutrinos de elétrons em um feixe de neutrinos do múon.

Um feixe de neutrinos do múon foi gerado no acelerador de prótons J-PARC, localizado em Tokai, e dirigido ao longo de 295 quilômetros até o detector subterrâneo Superkamiokande, localizado na costa leste do Japão.

Uma análise dos eventos induzidos por neutrinos no Superkamiokande indica que uma pequeno número dos neutrino do múon - seis, exatamente - transformaram-se em neutrinos do elétron durante a viagem.

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Isto significa que agora já se observou experimentalmente que os neutrinos podem oscilar em todas as formas possíveis.

Partículas e anti-partículas

Esse nível de complexidade abre a possibilidade de que as oscilações de neutrinos e suas anti-partículas (chamadas de anti-neutrinos) possam ser diferentes.

E se as oscilações dos neutrinos e dos anti-neutrinos são diferentes, isso seria um exemplo do que os físicos chamam de violação de CP (carga-paridade).

Isto poderia ser a chave para explicar porque há mais matéria do que antimatéria no Universo - um excesso de uma delas não deveria acontecer dentro das leis conhecidas da física.

Nesse diagrama projetado do cilindro de sensores do SuperKamiokande, cada ponto colorido mostra um fotomultiplicador que detecta luz. Os neutrinos do elétron interagem com a água no detector para produzir elétrons, que induzem "chuveiros eletromagnéticos", emitindo luz de Cherenkov, que é detectada por uma estrutura em formato de anel.
[Imagem: SuperKamiokande Team]

"Quase certamente"

O experimento funcionou de janeiro de 2010 até 11 de março deste ano, quando foi drasticamente interrompido pelo terremoto japonês.

Seis eventos de neutrinos do elétron foram observados claramente nos dados anteriores ao terremoto - na ausência de oscilações, deveria ter sido apenas 1,5.

Ainda que tal excesso só pudesse acontecer por acaso cerca de uma vez em cem, ele não é suficiente para confirmar uma descoberta real em física - a observação é chamado de "indicação".

"As pessoas às vezes pensam que as descobertas científicas são como interruptores de luz, que passam de desligado para ligado, mas, na realidade, elas vão do 'talvez' ao 'provavelmente', e daí para 'quase certamente' conforme você obtém mais dados. Agora nós estamos em algum lugar entre o 'provavelmente' e o 'quase certamente'," explicou o professor Dave Wark, do Imperial College London e membro do T2K.

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