Verdades questionadas 
Testar as leis fundamentais d
a física: é este objetivo grandioso o grande motivador do projeto Física e astrofísica de neutrinos, coordenado pelo físico Marcelo Moraes Guzzo, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
O trabalho consistirá na checagem de pressupostos largamente adotados nos estudos da física - como a de que as leis da física não mudam quando se passa de um referencial inercial a outro ou de que a massa inercial de um corpo é equivalente à sua massa gravitacional.
"Essas leis e outras do mesmo porte são tidas como certas, mas precisam ser testadas de todas as formas imagináveis. Uma maneira muito poderosa e eficaz de testá-las é por meio dos neutrinos", disse Guzzo.
Ondas quânticasO teste se baseia em um fenômeno chamado oscilação quântica de neutrinos (OQN), previsto pelo físico italiano Bruno Pontecorvo (1913-1993) em 1957 e comprovado experimentalmente em 1998.
Como todas as partículas subatômicas, os neutrinos se propagam no espaço como ondas. E a OQN é um fenômeno de interferência, semelhante ao que ocorre quando duas ou mais ondas se cruzam na superfície da água. A diferença é que, aqui, não se trata de ondas mecânicas, mas sim quânticas.
"A oscilação quântica de neutrinos é muito sensível a qualquer variação de parâmetros. Por exemplo, se a massa inercial fosse diferente da massa gravitacional por um fator tão pequeno quanto 10 elevado a menos 15 (um milionésimo de bilionésimo), isso já seria suficiente para afetar a OQN. Caso ocorresse, tal alteração desmentiria a equivalência entre massa inercial e massa gravitacional", explicou Guzzo.
O trabalho do grupo da Unicamp é fazer previsões teóricas que, uma vez publicadas nas revistas especializadas, possam inspirar outras equipes de pesquisa.
Radioatividade no corpo humano
Tudo isso parece muito exótico porque o neutrino ainda é uma partícula cercada de mistério. No entanto, os neutrinos são, juntamente com os fótons (corpúsculos de luz ou, mais precisamente, partículas associadas à interação eletromagnética), os objetos mais abundantes no Universo.
Estima-se que para cada próton existam cerca de 10 bilhões de neutrinos. E eles não estão necessariamente longe. Por exemplo, a cada hora o corpo humano emite cerca de 20 milhões de neutrinos, liberados por míseros 20 miligramas de potássio radioativo presentes no organismo.
A cada segundo, os seres humanos são atravessados por aproximadamente 50 bilhões de neutrinos gerados por fontes radioativas naturais da Terra, mais de 100 bilhões saídos de reatores nucleares e de 100 trilhões a 400 trilhões vindos do Sol. Esses últimos chegam inclusive à noite, pois são capazes de atravessar o planeta inteiro, entrando por um lado e saindo pelo outro.
Partícula misteriosaDe onde vem, então, a aura de mistério que circunda essa partícula? Vem do fato de que ela praticamente não interage com nada. Tanto assim que, em 1934, o físico Hans Bethe (1906-2005) chegou a afirmar que o neutrino jamais seria observado.
No entanto, em junho de 1956, Clyde Cowan (1919-1974) e Fred Reines (1918-1998), dois físicos do Laboratório de Los Alamos, nos Estados Unidos, o mesmo onde foi produzida a bomba atômica, conseguiram desmentir a profecia e detectar o fugidio corpúsculo.
Mas a detecção ainda é um problema. Além de ser feita de maneira indireta, exige quantidades descomunais de neutrinos e detectores gigantescos, como o Super-Kamiokande, no Japão, e o IMB (Irvine, Michigan, Brookhaven), nos Estados Unidos.
Com massas da ordem de 50 mil toneladas e enterrados em grandes profundidades, para barrar a influência dos raios cósmicos, esses detectores utilizam água puríssima, na qual o trânsito ultrarrápido das partículas produz indiretamente, por meio de uma sucessão de efeitos, uma luminescência azulada, conhecida como radiação de Cherenkov.
Descoberta do neutrinoA existência do neutrino foi proposta teoricamente por Wolfgang Pauli (1900-1958) em 1930, com o objetivo de explicar por que, no decaimento beta (processo de desintegração em que um núcleo atômico se transforma em outro e emite um elétron), a energia do elétron emitido não correspondia ao valor esperado.
Segundo o grande físico austríaco, uma partícula, que ele chamou de "X", carregava consigo a energia que faltava ao elétron. Sabe-se, hoje, que o decaimento beta corresponde à desintegração do nêutron, detectado em 1932 pelo inglês James Chadwick (1891-1974).
O físico italiano Enrico Fermi (1901-1954) rebatizou a "partícula X" com o nome de neutrino, para indicar que ela era eletricamente neutra e possuía muito pouca massa. Além disso, Fermi utilizou a hipótese do neutrino para elaborar uma teoria abrangente do decaimento beta. Nela, descrevia o espectro de energia do decaimento beta para um neutrino de massa nula e como o espectro mudaria se o neutrino tivesse uma pequena massa.
Equilíbrio gravitacional do UniversoA questão da massa do neutrino arrastou-se por décadas e ainda não está inteiramente resolvida. Durante muito tempo acreditou-se que essa partícula, assim como o fóton, teria massa nula. Hoje admite-se uma massa diferente de zero, porém seu valor exato continua desconhecido.
Embora muito pequena, várias ordens de grandeza menor do que a massa do elétron, a massa do neutrino desempenharia um papel crucial no equilíbrio gravitacional do Universo, devido ao número literalmente astronômico dessas partículas.
Graças aos detectores gigantes, o estudo dos neutrinos avançou muito nas últimas décadas. "Com o aprimoramento dos métodos de detecção, essas partículas ainda misteriosas poderão vir a ser uma excelente fonte de informação sobre regiões distantes - como, por exemplo, o centro do Sol", disse Guzzo.
Os fótons gerados no centro do Sol levam cerca de 1 milhão de anos para alcançar a superfície de nossa estrela e daí viajar para a Terra. Os neutrinos, devido ao fato de praticamente não interagirem com nenhuma outra partícula, viajam do centro do Sol à Terra em apenas 8 minutos.
"Em outras palavras, as informações trazidas pela radiação eletromagnética acerca do núcleo solar são velhas. As informações trazidas pelos neutrinos são novas em folha. Precisamos apenas descobrir como acessá-las", destacou Guzzo.
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