+ Marcelo GleiserPartículas-fantasmas
Seu corpo é atravessado por trilhões deles por segundo sem que você se dê conta
Todo fantasma que se preze é capaz de atravessar paredes. Provavelmente, isso significa que ele é feito de algum material que não interage com a matéria comum, feita de prótons, nêutrons e elétrons. O estranho é que, mesmo assim, fantasmas podem deslocar móveis, fazer barulho e outros efeitos que dependem de sua interação com a matéria. Bem, talvez seja por isso que sejam entidades "sobrenaturais"; de naturais realmente elas não têm nada.
Existem, no entanto, objetos perfeitamente naturais que também podem atravessar paredes. São os neutrinos, as partículas mais exóticas da natureza, pelo menos das que conhecemos até agora. Sua história, desde que foram propostas até sua descoberta em experimentos, e as últimas surpresas que andam pregando nos físicos (que veremos numa outra semana), ilustra bem algo de que é sempre bom lembrar: a ciência é uma narrativa em andamento, que vai se aprimorando aos poucos, à medida que aprendemos mais sobre o mundo.
Durante as primeiras duas décadas do século passado, várias descobertas sobre o núcleo atômico revelaram que os átomos podem se transmutar uns nos outros, realizando espontaneamente o sonho dos alquimistas. Infelizmente, não era o chumbo que se transmutava em ouro, mas átomos mais pesados, como o urânio, ditos radioativos por emitirem radiação.
Dos três tipos de radiação emitidos pelos núcleos de átomos radioativos, um deles, chamado de radiação beta, era particularmente misterioso. Sabia-se que a radiação beta tinha carga elétrica negativa; logo ficou claro que os raios beta eram elétrons sendo ejetados pelo núcleo. Todavia, sabia-se que o núcleo era eletricamente positivo. De onde vinham esses elétrons com carga negativa? E sua energia?
A situação era exasperadora. Alguns físicos, como o grande Niels Bohr, chegaram até a sugerir que a lei de conservação de energia fosse abandonada. A solução foi oferecida por Wolgang Pauli em 1930: "Tenho uma solução desesperada, a possibilidade de que exista no núcleo uma partícula sem carga elétrica que é ejetada com o elétron". A partícula ficou conhecida como "neutrino", ou seja, um nêutron (o companheiro do próton no núcleo, descoberto em 1932) pequenino.
Ficou claro que o decaimento beta é, na verdade, a desintegração de um nêutron num próton, num elétron e num neutrino (mais precisamente um "antineutrino", mas vamos deixar isso de lado). Note que a carga elétrica é a mesma antes e depois da reação [zero = (+) + (-) + zero]. O neutrino garante, também, a conservação de energia.
Apenas em 1956 o neutrino foi descoberto. A demora se deveu às estranhas propriedades dessa partícula. Para ser detectada, uma partícula precisa interagir com um detector. Por exemplo, você só enxerga porque seus olhos podem detectar os fótons, as partículas da luz. No caso dos neutrinos, sua interação com partículas de matéria como elétrons é tão fraca que eles são capazes de atravessar paredes, pessoas e até mesmo planetas inteiros sem uma única interação.
Seu corpo é atravessado por trilhões deles por segundo sem que você se dê conta!
Por isso, os neutrinos são chamados de partículas-fantasmas.
De onde vêm esses neutrinos todos?
A maioria vem do centro do Sol, onde temperaturas de 15 milhões de graus Celsius são capazes de fundir hidrogênio em hélio, produzindo também neutrinos em abundância: ao menos na física, os fantasmas vêm da luz e não das trevas.
Existem, no entanto, objetos perfeitamente naturais que também podem atravessar paredes. São os neutrinos, as partículas mais exóticas da natureza, pelo menos das que conhecemos até agora. Sua história, desde que foram propostas até sua descoberta em experimentos, e as últimas surpresas que andam pregando nos físicos (que veremos numa outra semana), ilustra bem algo de que é sempre bom lembrar: a ciência é uma narrativa em andamento, que vai se aprimorando aos poucos, à medida que aprendemos mais sobre o mundo.
Durante as primeiras duas décadas do século passado, várias descobertas sobre o núcleo atômico revelaram que os átomos podem se transmutar uns nos outros, realizando espontaneamente o sonho dos alquimistas. Infelizmente, não era o chumbo que se transmutava em ouro, mas átomos mais pesados, como o urânio, ditos radioativos por emitirem radiação.
Dos três tipos de radiação emitidos pelos núcleos de átomos radioativos, um deles, chamado de radiação beta, era particularmente misterioso. Sabia-se que a radiação beta tinha carga elétrica negativa; logo ficou claro que os raios beta eram elétrons sendo ejetados pelo núcleo. Todavia, sabia-se que o núcleo era eletricamente positivo. De onde vinham esses elétrons com carga negativa? E sua energia?
A situação era exasperadora. Alguns físicos, como o grande Niels Bohr, chegaram até a sugerir que a lei de conservação de energia fosse abandonada. A solução foi oferecida por Wolgang Pauli em 1930: "Tenho uma solução desesperada, a possibilidade de que exista no núcleo uma partícula sem carga elétrica que é ejetada com o elétron". A partícula ficou conhecida como "neutrino", ou seja, um nêutron (o companheiro do próton no núcleo, descoberto em 1932) pequenino.
Ficou claro que o decaimento beta é, na verdade, a desintegração de um nêutron num próton, num elétron e num neutrino (mais precisamente um "antineutrino", mas vamos deixar isso de lado). Note que a carga elétrica é a mesma antes e depois da reação [zero = (+) + (-) + zero]. O neutrino garante, também, a conservação de energia.
Apenas em 1956 o neutrino foi descoberto. A demora se deveu às estranhas propriedades dessa partícula. Para ser detectada, uma partícula precisa interagir com um detector. Por exemplo, você só enxerga porque seus olhos podem detectar os fótons, as partículas da luz. No caso dos neutrinos, sua interação com partículas de matéria como elétrons é tão fraca que eles são capazes de atravessar paredes, pessoas e até mesmo planetas inteiros sem uma única interação.
Seu corpo é atravessado por trilhões deles por segundo sem que você se dê conta!
Por isso, os neutrinos são chamados de partículas-fantasmas.
De onde vêm esses neutrinos todos?
A maioria vem do centro do Sol, onde temperaturas de 15 milhões de graus Celsius são capazes de fundir hidrogênio em hélio, produzindo também neutrinos em abundância: ao menos na física, os fantasmas vêm da luz e não das trevas.
MARCELO GLEISER é professor de física teórica no Dartmouth College, em Hanover (EUA) e autor do livro "A Harmonia do Mundo"
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