Físicos medem o tamanho de um neutrino

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Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/02/2025

Part?culas misteriosas

Demoramos d?cadas para detectar experimentalmente um neutrino porque eles mal interagem com a mat?ria e, portanto, s?o dif?ceis de detectar e estudar.

Para se ter uma ideia, n?o conhecemos sequer sua massa, uma das propriedades mais b?sicas de qualquer part?cula, mas sabemos que algo como meio bilh?o de neutrinos atravessam seu corpo a cada segundo.

De fato, a descoberta de que os neutrinos t?m massa valeu o Nobel de F?sica de 2015, mas essa massa deve ser min?scula, j? que essas part?culas subat?micas conseguem atravessar um cubo de chumbo s?lido, com 1 ano-luz de aresta, sem se chocar com um ?nico ?tomo.

Mas entend?-los melhor pode levar a uma melhor compreens?o de uma quest?o fundamental: Por que existe mais mat?ria do que antimat?ria no Universo conhecido?

Com tantos mist?rios, Joseph Smolsky liderou uma equipe internacional de f?sicos que queria saber ainda outro detalhe: Qual ? o tamanho de um neutrino?

Saber o tamanho de um neutrino ? importante porque esse dado permitir? construir detectores de neutrinos no tamanho e formato mais adequados para captur?-los. Atualmente, os detectores s?o muito grandes, com base no que se acredita ser seu maior tamanho te?rico poss?vel - v?rios metros - embora se acredite que eles sejam bem menores.

Neste novo esfor?o, a equipe conduziu experimentos com o elemento qu?mico ber?lio para medir o tamanho de um neutrino do el?tron - hoje s?o conhecidos tr?s tipos ou "sabores" de neutrinos: o neutrino do el?tron, o neutrino do m?on e o neutrino do tau.

Qual ? o tamanho de um neutrino?

O experimento consistiu em medir o decaimento radioativo do ber?lio, que produz um el?tron e um neutrino. Nesse processo, um el?tron em um ?nico ?tomo se combina com um pr?ton, produzindo um n?utron, resultando na cria??o de um ?tomo de l?tio. Conforme isso acontece, libera-se energia, empurrando o ?tomo em uma dire??o e o neutrino produzido na outra.

Ao iniciar o processo em um acelerador de part?culas e colocar detectores de neutrinos extremamente sens?veis ao longo das laterais, a equipe conseguiu medir o momento dos ?tomos de l?tio, e ent?o usar isso para calcular o tamanho do neutrino.

Os resultados mostraram que os neutrinos medem pelo menos 6,2 pic?metros (10^-12 metro), o que os torna cerca de mil vezes maiores do que um n?cleo at?mico t?pico.

Como uma part?cula de tal tamanho emerge do decaimento de um ?tomo pode ser explicado pela natureza dos neutrinos: Em vez de consistir em part?culas f?sicas, eles s?o ondas difusas, que se movem devido ?s suas vibra??es. Seu tamanho ? medido marcando os limites de seu pacote de ondas, que ? a parte de sua onda que vibra mais fortemente.

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