Massa do neutrino menor que 0,45 eV

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 11/04/2025

Massa do neutrino

Fsicos estabeleceram um novo limite mximo para a massa do neutrino: 0,45 eltron-volt (eV), o que pouco mais da metade da ltima anlise, publicada h trs anos, quando ficou demonstrado que o neutrino pesa menos do que 0,8 eltron-volt.

Os neutrinos, partculas elementares eletricamente neutras, so as partculas mais abundantes no Universo – meio bilho deles atravessam nosso corpo a cada segundo. No entanto, sua massa exata permanece um dos grandes mistrios da fsica.

Existem trs sabores (tipos) distintos: Neutrino do eltron, neutrino do mon e neutrino do tau. Esses sabores “oscilam”, no sentido de que um neutrino pode se transformar em cada um dos tipos medida que viaja, o que uma evidncia convincente de que os neutrinos tm massa.

Isso um enigma porque, embora a descoberta de que os neutrinos tm massa tenha rendido o Nobel de Fsica de 2015, isso contradiz a suposio original do Modelo Padro da fsica, que afirma que neutrinos no tm massa.

Assim, todas as atenes tm-se voltado para as tentativas de pesar o neutrino. Esta nova medio, assim como a anterior, foi feita pelo experimento Katrin (Karlsruhe Tritium Neutrino), na Alemanha.

Como a massa do neutrino medida.
[Imagem: Katrin/APS/Alan Stonebraker e Katrin/Leonard Kllenberger]

Neutrino deve pesar muito menos

O experimento KATRIN determina a massa do neutrino analisando o decaimento beta do trtio, ou trcio (³H). Durante esse decaimento, um nutron se transforma em um prton, emitindo um eltron e um antineutrino do eltron, ou seja, a verso de antimatria do neutrino.

Ao analisar a distribuio da energia total do decaimento entre o eltron emitido e o antineutrino do eltron, a massa do neutrino pode ser inferida. Ao longo de 259 dias, entre 2019 e 2021, a Colaborao KATRIN mediu a energia de aproximadamente 36 milhes de eltrons – um conjunto de dados seis vezes maior do que as rodadas anteriores.

Os resultados estabelecem o limite superior mais rigoroso, baseado em laboratrio, para a massa efetiva do neutrino do eltron, situando-a em < 0,45 eV, com um nvel de confiana de 90% – isso corresponde a 8 x 10^-37 quilogramas.

“A campanha de medio da massa do neutrino do experimento KATRIN terminar em 2025, aps atingir 1.000 dias de aquisio de dados,” disse Loredana Gastaldo. “A anlise do conjunto completo de dados obtido neste grande projeto permitir estimar a massa efetiva do neutrino do eltron prxima ao valor projetado de 0,3 eV, com um nvel de confiana de 90%.

Mas o desafio pode ser substancial quando pensamos em construir experimentos mais precisos. Observe que, acima, dissemos tratar-se do limite mais rigoroso obtido em laboratrio. Ocorre que, embora por meios menos diretos, possvel estimar a massa do neutrino por observaes cosmolgicas. E os dados combinados de tudo o que j se fez nessa rea at agora indicam que a massa do neutrino deve estar por volta de 0,05 eV, ou seja, quase dez vezes menor do que a medio obtida agora.

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