Um novo experimento liderado por pesquisadores do Instituto Max Planck de Física Nuclear, na Alemanha, pode ajudar a determinar uma das quantidades mais procuradas na física de partículas: a massa de neutrinos em repouso – chamados de partículas “fantasmas”.
Conhecer a massa dessas partículas fantasmas é essencial para ampliar nossa compreensão da física além do Modelo Padrão, que é a teoria fundamental que descreve as forças e partículas conhecidas no Universo.
Neutrinos não podem ser medidos como outras partículas
Anteriormente, acreditava-se que neutrinos não possuíam massa, mas agora sabemos que existem em três tipos diferentes (V1, V2 e V3) alternando entre si enquanto se deslocam pelo espaço.
Devido à sua leveza e comportamento peculiar, a determinação da massa dos neutrinos não pode ser feita como a de outras partículas. Os físicos não conseguem simplesmente pesá-los como objetos estáticos; em vez disso, eles observam suas interações com outras partículas ou analisam os produtos de seu decaimento para inferir suas massas incrivelmente pequenas.
Apesar de serem abundantes no Universo, os neutrinos interagem de forma muito sutil com outras partículas devido à falta de carga elétrica e à fraquíssima força gravitacional que exercem. No entanto, compreender suas massas mínimas é crucial para resolver certas discrepâncias e lacunas no Modelo Padrão.
Métodos de medição cada vez mais precisos
Os físicos têm aprimorado suas estimativas das massas dos neutrinos utilizando diversos métodos experimentais. Por exemplo, o experimento KATRIN, de 2022, última estimativa produzida, conseguiu medir a massa do neutrino de elétrons em 0,8 elétron-volts, uma quantidade extremamente pequena quando comparada a outras partículas.
Outra abordagem envolve o estudo do decaimento de um isótopo de hólmio-163, que libera um neutrino ao absorver um elétron. Essas medições precisas são fundamentais para reduzir as incertezas na determinação das massas dos neutrinos.
Recentemente, um estudo liderado pelo cientista Christoph Schweiger e sua equipe alcançou uma precisão notável ao medir o valor Q de 2.863,2 ± 0,6 eV c−2 com um Pentatrap, essencial para avaliar as incertezas na determinação das massas dos neutrinos.
Essas descobertas foram descritas em um artigo publicado na revista Nature Physics, e embora sejam apenas peças do quebra-cabeça, contribuem significativamente para nossa compreensão dos neutrinos e da física de partículas em geral.