As aventuras de Alice no país dos neutrinos.

Ai, ai ,ai, ai! Vou chegar atrasado demais!
É tarde! É tarde! É tarde até que arde! Ai, ai, que tenho que me juntar aos meus companheiros, alô, adeus, tenho mesmo que zarpar, muita energia a dissipar!

Será que o meu relógio está bem acertado, ou padece dos males dos osciladores dos relógios da Opera?

Dizem que os neutrinos são como os camaleões, que mudam de sabor como esses magníficos animais mudam de cor, mas aqui o nosso Coelho Branco, sempre apressado, fica agora aqui capturado (só por uns instantes, não se preocupem, somos amigos dos animais) para nos explicar alguns factos sobre os neutrinos.

-Acalma-te lá Coelho Branco, diz a Alice, que procuras nessa toca?

-As anotações da Tia Miceli, brilhante física do Fermilab, que as enunciou ainda estudante. Sabes, Alice, foram tão giras e tão bem feitas que ainda hoje os Físicos do CERN as citam, e logo o John Felde, da Universidade do Maryland, que voltou de defender a sua tese de doutoramento!

-Ai, sim? E isso ajuda a compreender o Universo, e esta Terra onde vivemos? Não me digas que ajuda a compreender a luz do Sol.

-Ajuda pois Alice, sabes, para encontrarmos os neutrinos temos que ir a tocas muito profundas, afim de os não confundir com outras partículas, que giro, para sabermos da luz do sol temos que nos esconder…AH, cá estão, vou ler, vou ler, vou ler!

-Está bem, mas porque dizes as coisas 3 vezes, Coelho Branco?

-Porque os neutrinos, como todas as partículas da matéria, vêm em 3 gerações, os tais 3 sabores. Três, três, três!

-Lê lá então.

Lista de Factos sobre os neutrinos, por Tia Miceli.

Com um guião dos 3 sabores, ou 3 gerações, dos neutrinos (Massas estimadas):
Geração I [1 em numeração romana] Electrão-Neutrino (<2.2 eV).
Geração II : Muão-Neutrino ( <0.17 MeV)
Geração III : Tau-Neutrino ( < 15.5 MeV)

Já que Massa e Temperatura podem-se medir em electrões-volt (eV).

1. Os neutrinos são super-abundantes.

O luminoso sol emite [quando 4 átomos de Hidrogénio se transformam num átomo de Hélio] 65 mil milhões de neutrinos por segundo por centímetro quadrado para a Terra, sendo a segunda partícula mais abundante no Universo. Se tirássemos uma foto de ocasião, veríamos que cada centímetro cúbico tem cerca de 1000 fotões e 300 neutrinos.

2. Os neutrinos quase não têm massa.

Ninguém sabe ainda a massa dos neutrinos, mas será, dentre as partículas com massa, pelo menos 1 milhão de vezes mais pequena do que a massa da partícula mais leve conhecida, que é o electrão.

3. Os neutrinos são sondas perfeitas para a força fraca.

Todas as outras partículas elementares interagem pela força forte, pela força electromagnética, pela força fraca ou por uma combinação das três. Apenas os neutrinos interagem só e unicamente pela força fraca. Isto torna-os importantes para conhecermos os detalhes deste campo-força.

4. Os neutrinos são mesmo muito difíceis de detectar.

Em média, apenas 1 neutrino emitido pelo sol interagirá com uma pessoa durante o seu tempo de vida [Sean Carroll até diz para não nos preocuparmos com eventuais dores de barriga causadas pelos neutrinos]. Dado que as interações dos neutrinos são tão raras, os detectores têm que ser enormes, o detector Super Kamiokande, no Japão, tem um tanque de água super-purificada com 39 metros de diâmetro e 42 metros de altura, contém 50 mil litros desta substância química e está situado a 1000 metros de profundidade.

5. Os neutrinos são como os camaleões.

Existem 3 sabores de neutrinos: o electrão, o muão e o tau. Quando um neutrino viaja, pode tornar-se num neutrino doutro sabor, e reverter para o sabor inicial. Isto confundiu os físicos durante décadas.

6. Os neutrinos de sabor electrão-neutrino deambulam perto dos electrões.

Quando os neutrinos atravessam a matéria, encontram densas nuvens de electrões, e os electrões-neutrinos (geração I) terão muitas dificuldades para as transpor, de facto desaceleram, ao passo que os muões-neutrinos e os tau-neutrinos viajam através destas densas nuvens sem qualquer impedimento.

7. Os neutrinos deixam-nos ver o interior do Sol.

A luz que chega à Terra leva entre 10 mil a 100 mil anos a escapar do denso plasma do núcleo do Sol. Quando a luz (os fotões) finalmente atingem a superfície do Sol, demora cerca de 8 minutos a alcançar a Terra. Os neutrinos dão-nos uma vista penetrante do interior do Sol, onde se processa a fusão nuclear que gera a energia da nossa estrela, já que demoram apenas 3,2 segundos a chegarem à superfície do sol, e depois 8 minutos até à Terra.

(ai, ai, ai, vou chegar atrasado demais)!

8. Os neutrinos podem ter alterado o rumo do Universo.

Porque é tudo no Universo predominantemente matéria e não anti-matéria? Os cosmólogos pensam que no princípio do Universo haveria uma quantidade igual de matéria e de anti-matéria, mas que os neutrinos terão dalguma forma desequilibrado a balança a favor da matéria, possibilitando a formação de galáxias, de estrelas e de planetas como a nossa Terra.

9. Os neutrinos dissipam mais de 99% da energia das supernovas.

Certo tipo de implosões/explosões de estrelas perdem quase toda a sua energia através dos neutrinos. Estas supernovas de “colapso nuclear” acabam numa estrela de neutrões ou num buraco negro. Utilizamos então os neutrinos para entendermos os processos como explodem as supernovas e ainda nos revelam mais sobre outros objectos astronómicos, como os núcleos de galáxias activos.

-//-

Ofegante, o Coelho Branco bafeja Uf! Uf! Uf!… e exclama ai, ai, ai, esqueci um detalhe, depressa, depressa, responda: Quem é você?

-Eu sou a Alice!

-Alice? O que é uma Alice? Não conheço, deve ser uma flor silvestre!

-Sou a Experiência Alice no CERN, e moro numa toca profunda, para descobrir os segredos do que acontece quando a matéria é aquecida 100 mil vezes mais do que no interior do Sol! Não ando propriamente a caçar neutrinos, mas procuro descobrir os segredos da origem da massa.

E sim, sou como uma flor silvestre, que transforma a energia radiante do sol em matéria…

-~-

Vídeo da experiência Alice – Viagem ao interior da matéria.