Os cientistas estão investigando o neutrino indescritível com um novo experimento no Large Hadron Collider (LHC).
Os cientistas usaram o detector Compact Muon Solenoid (CMS) no LHC no CERN (a sigla francesa para a Organização Europeia para Pesquisa Nuclear) perto de Genebra, na Suíça, para um novo teste experimental investigando a massa de neutrinos.
Neutrinos, ou “partículas fantasmas”, são partículas subatômicas semelhantes aos elétrons, mas sem carga elétrica e uma massa minúscula, próxima de zero. O novo estudo usou dados da execução anterior do LHC. (Em abril, o acelerador de partículas foi reiniciado após um desligamento de três anos, que foi implementado para atualizações e manutenção).
Este experimento foi realizado para tentar responder à pergunta de por que o neutrino tem uma massa tão pequena. (O neutrino tem uma massa tão pequena que os cientistas ao longo da história sugeriram que ele pode não ter massa alguma.)
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Produzidos dentro das estrelas através da fusão nuclear, os neutrinos são partículas estranhas e misteriosas que escaparam de nossa compreensão por anos. Sabemos que são uma das partículas mais comuns em todo o universo; estima-se que cerca de 100 bilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado do corpo humano a cada segundo.
De acordo com o atual Modelo Padrão da física de partículas, uma teoria que descreve todas as partículas fundamentais conhecidas e três das quatro forças do universo, partículas elementares como elétrons ganham sua massa interagindo com um campo associado à partícula do bóson de Higgs, conhecida como Campo de Higgs. Mas o neutrino não segue essas regras; o campo de Higgs não pode explicar sua massa mínima.
Com este experimento, os pesquisadores testaram o que é chamado de “modelo gangorra” que alguns pesquisadores acham que poderia explicar a massa do neutrino. Dentro dessa teoria, um neutrino leve (uma partícula conhecida) se une a um hipotético neutrino pesado, que age como o parceiro mais pesado em uma gangorra, levantando a partícula mais leve e dando-lhe sua massa muito leve.
Mas para que o modelo de gangorra funcione, os neutrinos envolvidos precisariam ser essencialmente suas próprias partículas de antimatéria, chamadas partículas de Majorana, de acordo com uma declaração que descreve a nova pesquisa. As partículas de antimatéria têm a massa de suas partículas correspondentes, mas com uma carga elétrica oposta. (O equivalente de antimatéria do elétron, por exemplo, é o pósitron.)
Então, para testar o modelo de gangorra com este experimento, os pesquisadores tentaram encontrar neutrinos de Majorana em colisões de partículas de alta energia no LHC. A equipe usou o detector CMS para coletar os dados dessas colisões. Embora o estudo seja recente, as colisões que produziram esses dados ocorreram entre 2016 e 2018.
A equipe não encontrou nenhuma evidência de neutrinos de Majorana nos dados. No entanto, os dados coletados os ajudaram a estabelecer novos limites no modelo gangorra.
Agora, embora este seja um novo estudo de colisões mais antigas no LHC, com a instalação ligada novamente, o acelerador de partículas está pronto para começar a fazer novas colisões neste verão, e os pesquisadores “podem esperar coletar mais dados e experimentar a gangorra novamente”, segundo o mesmo comunicado.
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