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Um grupo de cientistas do laboratório Icarus rejeita a medição de Neutrinos mais rápidos que a Luz

Laborátório ICARUS na caverna LNGS

Um segundo grupo de cientistas ligado ao mesmo laboratório onde foram detectados neutrinos “mais rápidos do que a luz” veio este fim-de-semana rejeitar as conclusões dos colegas, afirmando que estas partículas elementares não podem ter ultrapassado a barreira imposta pela Relatividade Geral de Einstein.

Investigadores do projecto ICARUS, do laboratório italiano Gran Sasso – o mesmo onde os físicos ligados ao projecto OPERA afirmam ter medido neutrinos viajando mais rápidos do que a luz – publicaram este sábado um artigo em que argumentam que as medições divulgadas não são possíveis.

Isto porque, afirmam os físicos do ICARUS, as partículas medidas no destino, na Itália, tinham exatamente a mesma energia das que partiram do acelerador de partículas LHC do laboratório CERN, na Suíça.

A argumentação vai no sentido de estudos recentes de cientistas norte-americanos, demonstrando que neutrinos que ultrapassassem, mesmo por uma pequena percentagem, a velocidade da luz teriam de perder energia.

Ora isto não se verificou nas partículas que, supostamente, foram detectadas no destino cerca de 60 nanossegundos antes da luz.

Pelo contrário, dizem os cientistas do ICARUS, a energia medida é exatamente a esperada para neutrinos à velocidade da luz, e não mais.

Fonte:Science Blog

Experimento detecta neutrinos viajando mais rápidos do que a luz

Um experimento científico realizado na Europa chamou a atenção de todos os cientístas de plantão e também da mídia mundial, foi divulgado que as partículas subatômicas chamadas “Neutrinos” viajam mais rápido do que a luz. Leia abaixo em detalhes uma compilação sobre o assunto.

Matéria da revista Science

Se for verdade, será a maior descoberta da física no último meio século: quase sem massa partículas “subatômicas chamadas neutrinos” parecem viajar mais rápido do que a luz, segundo relatórios divulgados por uma equipe de físicos Europeus do CERN (Centro Europeu de Pesquisas Nucleares). Se comprovado por pesquisas paralelas, a observação destruiria a teoria da relatividade especial de Einstein, que afirma que nada pode viajar mais rápido do que a luz.

Na verdade, o resultado seria tão revolucionário que é certeza de que seria recebido com ceticismo por todo o mundo. “Eu suspeito que a maior parte da comunidade científica não irá tomar isto como um resultado definitivo a menos que possa ser reproduzida por pelo menos um e, de preferência vários experimentos”, diz Alan V. Kostelecky, um teórico da Universidade de Indiana, em Bloomington. Ele acrescenta, porém, “Eu ficaria encantado se fosse verdade.”

Os dados vêm de um detector de partículas de 1.300 toneladas chamado (OPERA) “Aparelho de métricas de emulsão e rastreamente de oscilações”. Localizado no subterrâneo da Italiana “Gran Sasso National Laboratory”; OPERA detecta neutrinos que são lançados através da terra do fundo do laboratório CERN, perto de Genebra, na Suíça. Um chuveiro de partículas é lançado e apenas algumas são detectadas, possibilitando essa medição.

Por mais de 3 anos, pesquisadores do OPERA cronometraram cerca de 16 mil neutrinos que sairam do CERN ao detector. Eles descobriram que, em média, os neutrinos fazem o trajeto de 730 km, viajando em 2,43 milissegundos cerca de 60 nanossegundos mais rápido do que o esperado se estivessem viajando à velocidade da luz. “É uma medida de tempo de vôo direto”, diz Antonio Ereditato, um físico da Universidade de Berna e porta-voz membro-160 do OPERA. “Medimos a distância e medimos o tempo, e tomamos a razão para obter a velocidade, assim como você aprendeu a fazer na escola.” Ereditato diz que a incerteza na medição é de 10 nanosegundos.

No entanto, mesmo Ereditato diz que é muito cedo para declarar um erro na teoria da relatividade . “Eu nunca diria isso”, diz ele. Em vez disso, pesquisadores OPERA estão simplesmente apresentando um resultado curioso que eles não podem explicar e pedindo à comunidade para fiscalizar isso. “Somos forçados a dizer algo”, segundo ele. “Nós não poderíamos varrê-lo para debaixo do tapete porque isso seria desonesto.” Os resultados serão apresentados em um seminário amanhã no CERN.

A grande questão é se os pesquisadores descobriram no OPERA os neutrinos viajando mais rápido que a luz, ou se eles foram enganados por um “erro sistemático” não identificado em seu experimento. Chang Jung Kee, um físico que estuda o neutrino, em Stony Brook University, em Nova York, diz que ele aposta que o resultado é o produto de um erro sistemático. “Eu não apostaria minha esposa e filhos, porque ia ficar louco”, diz ele. “Mas eu apostaria minha casa.”

Jung, que é porta-voz de uma experiência semelhante no Japão chamado T2K, diz que a parte difícil é medir com precisão o tempo entre quando os neutrinos nascem por baterem em uma explosão de prótons em um alvo sólido e quando eles realmente chegam ao detector. Que o tempo depende do sistema de posicionamento global, e as medidas GPS podem ter incertezas de dezenas de nanossegundos. “Eu estaria muito interessado em como eles têm uma incerteza 10 nanossegundos, porque a partir da sistemática de GPS e a eletrônica, eu acho que é um número muito difícil de obter.”

Nenhuma medição anterior exclui, evidentemente o resultado, diz Kostelecky, que passou 25 anos desenvolvendo uma teoria, chamada de modelo padrão de extensão, que é responsável por todos os tipos possíveis de violações da relatividade especial no contexto da física de partículas. “Se você tivesse me dito que havia uma reivindicação de mais rápida que a luz de elétrons, eu seria muito mais cético”, diz ele. As possibilidades de neutrinos são menos constrangedoras pelas medições anteriores, diz ele.

Ainda assim, Kostelecky repete o velho ditado: Afirmações extraordinárias exigem provas extraordinárias. Mesmo Ereditato, diz que uma medição não faz provas extraordinárias.

Super-Kamiokande o maior detector de Neutrinos já construído

Técnicos reparando células PMTs do Super Kamiokande no Japão

O experimento Super-Kamiokande localizado em uma montanha do Japão, faz a observação de neutrinos usando um tanque de água enorme, contendo 50.000 toneladas de água e cerca de 13.000 esferas detectoras (PMTs).

Neutrinos não têm carga elétrica e passam através da matéria, por essa razão, é muito difícil detectá-los. No entanto, ocasionalmente, um neutrino interage com a matéria e uma partícula carregada é gerada. A partícula carregada pode ser detectada. As 50.000 toneladas de água do Detector Kamiokande, funciona como um grande alvo e pode aumentar o número de interação entre neutrinos e núcleos ou elétrons.

Explicação do efeito chamado de Luz Cherenkov

A luz Cherenkov é emitida em forma de cone na direção de uma partícula carregada. Os tubos foto-multiplicadores (PMTs) da parede do tanque detectam a luz Cherenkov. As PMTs têm informação da quantidade de luz detectada e do momento da detecção, da energia em direção ao ponto de interação e do tipo de partícula carregada.

Cone de Luz Cherenkov detectado pelas PMTs

A imagem acima é a exibição do evento de um neutrino múon detectado pelo Super-Kamiokande. Os pontos coloridos indicam a quantidade de luz detectada por cada PMT. O anel de Cherenkov emitido por muons é mostrado.

Montanha como guardachuva

A montanha onde o detector foi construído funciona como um enorme guarda-chuva de partículas

Um raio cósmico primário (principalmente prótons) é continuamente derramado sobre a terra. Quando um raio cósmico interage com a atmosfera da terra: muons, elétrons e neutrinos (chamados raios cósmicos secundários) são gerados. Muitos muons perdem a sua energia e param no chão. Por outro lado, os neutrinos não param porque eles raramente interagem com a matéria.

A montanha acima do detector desempenha o papel de um guarda-chuva e protege o experimento dos raios cósmicos e muons, que se tornam o fundo de observação do neutrino. A rocha de 1000m é densa e reduz os raios cósmicos e muons a 1/100.000 na superfície do solo.

Fonte:Revista Science

Fonte:Detector Super-Kamiokande