Nobel da Física 2015 para a descoberta de que os neutrinos têm massa
O Prémio Nobel da Física de 2015 foi atribuído ao japonês Takaaki Kajita e ao canadiano Arthur McDonald, pela “descoberta das oscilações de neutrinos, demonstrando assim que os neutrinos possuem massa”, anunciou o comité Nobel.
Os cientistas, respectivamente da Universidade de Tóquio e da Universidade Queen’s no Canadá, foram coordenadores de dois grandes grupos de investigação, o Super-Kamiokande e o Sudbury Neutrino Observatory (SNO) – dois colossais laboratórios subterrâneos, onde se detectou que os neutrinos vindos do espaço podem trocar de identidade, o que significa que têm massa.
Os neutrinos são partículas subatómicas cuja existência foi postulada em 1930 pelo físico austríaco Wolfgang Pauli, numa tentativa de explicar a conservação de energia num tipo de decaimento nuclear que ocorre nos átomos de elementos naturalmente radioactivos. No entanto, Pauli estava consciente das dificuldades: “Fiz uma coisa terrível – postulei uma partícula impossível de ser detectada”, afirmou.
Em cada segundo, milhares de biliões de neutrinos atravessam os nossos corpos e todo o planeta, sem deixar rasto. Sabemos hoje que reacções explosivas, tais como explosões de supernovas e a morte de estrelas gigantes, libertam quantidades enormes destas partículas, que viajam quase à velocidade da luz. A detecção do neutrino veio a ocorrer em 1956, sendo premiada – quase 40 anos mais tarde – com o Prémio Nobel da Física de 1995.
No entanto, desde os anos 60 que os cientistas se debatiam com vários mistérios relacionados com neutrinos, tais como o desacordo entre os modelos teóricos que explicavam a sua criação no Sol e a quantidade que era efectivamente detectada. As reacções nucleares na nossa estrela produzem um tipo específico de neutrinos, designado por neutrino do eletrão, mas aparentemente estes desapareciam no seu percurso a caminho da Terra.
É a vitória sobre este mistério que o Prémio Nobel da Física de 2015 assinala: a verificação de que os neutrinos podem trocar de identidade, passando de neutrino do eletrão a neutrino do muão ou do tau (o muão e o tau são duas partículas elementares parecidas com o eletrão mas maior massa), possibilitada pelo trabalho desenvolvido no no Super Kamiokande e no SNO, e anunciada em 2002.
A implicação espantosa desta descoberta é que os neutrinos, ao contrário do que se pensava, têm massa. Muito pequena (nunca foi medida directamente), mas suficiente para dar origem a esta metamorfose. Este resultado forçou os cientistas a reavaliar o Modelo Padrão da física de partículas, além de ter consequências vastas na nossa interpretação da história, da estrutura e do destino do Universo.
O Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas, em Lisboa, tem equipas de investigação que estudam os desafios criados pela massa dos neutrinos, tendo inclusivamente colaborado de perto com a equipa de Arthur McDonald. As implicações teóricas destes resultados na estrutura do Modelo Padrão são estudados no Centro de Física Teórica de Partículas, e as suas implicações em astrofísica no Centro Multidisciplinar de Astrofísica, ambos no Instituto Superior Técnico, em Lisboa.
Publicado/editado: 05/10/2015