O Prêmio Nobel de Física de 2015 foi concedido a dois pesquisadores da área da Física de Partículas elementares: o japonês Takaaki Kajita (do detector de neutrinos Super-Kamiokande, da Universidade de Tóquio) e o canadense Arthur B. McDonald (do detector de neutrinos “Sudbury Neutrino Observatory”, da Queen’s University, do Canadá). Os dois dividirão o prêmio de 8 milhões de coroas suecas (US$ 963 mil), concedidos pela Real Academia de Ciências da Suécia.
Na Física, os neutrinos não chamados de “partículas fantasmas”, pelo fato de quase não interagirem com nosso mundo e, por isso, serem muito difíceis de serem detectados. Os neutrinos não possuem carga elétrica e, até antes dos trabalhos de Kajita e McDonald, acreditava-se que eles também não possuíam massa (como os fótons, que são partículas de luz). Muitos neutrinos são criados em reações entre radiações cósmicas na atmosfera terrestre. Outros são produzidos nas reações nucleares, no interior do sol e das outras estrelas. Trilhões de neutrinos atravessam nossos corpos (e toda a Terra) em cada segundo. Praticamente nada pode parar essas partículas, que são as mais elusivas entre as partículas elementares. Depois dos fótons (partículas de luz), os neutrinos são as partículas mais presentes no cosmo.
O chamado “Modelo Padrão” da física das partículas (que descreve em nível subatômico o mundo que nos rodeia) estabelece que há três tipos de neutrinos: neutrinos de elétrons, neutrinos de múons e neutrinos de taus, de acordo com a “partícula parceira” (com carga elétrica) que o gerou. Antes dos trabalhos de Kajita e McDonald, os físicos conviveram por décadas com um “quebra-cabeça”: as medições mostravam que apenas um terço dos neutrinos produzidos em seu local de origem chegavam até a superfície da Terra. O fato de os outros dois terços simplesmente sumirem não era fisicamente aceitável.
Os dois pesquisadores conduziram experimentos que demonstraram que neutrinos mudam de identidade enquanto se deslocam desde o ponto onde foram criados até os sensores dos detectores que eles usaram.
Como há três tipos de neutrinos, os pesquisadores explicaram o sumiço de 2/3 deles. Por outro lado, fisicamente, existência dessa “metamorfose” requer que os neutrinos tenham massa, o que contraria as previsões do “Modelo Padrão” e sugere que ele não está completo e terá que sofrer alterações no futuro. Desse modo, os trabalhos de Kajita e McDonald mudaram a nossa compreensão do comportamento mais íntimo da matéria e poderá ser crucial para a visão que temos do universo.
, professor doutor e coordenador do curso de Física da Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
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