Um experimento realizado no CERN afirma ter capturado neutrinos que quebraram o limite de velocidade mais fundamental do universo. As partículas atômicas fantasmagóricas parecem ter viajado mais rápido que a luz de um laboratório de física de partículas próximo a Genebra na Suíça, até um detectou na Itália.
Pesque o seu livro de física do cesto de lixo e pense: o novo resultado contradiz medidas prévias da velocidade dos neutrinos que foram baseadas na explosão de supernovas. Ainda mais, existe um intervalo de confiança para erros no tempo de partida dos supostos neutrinos supervelozes. E mesmo se o resultado estiver correto, graças a teorias que postulam a existência de dimensões extras, isso não significa necessariamente que a velocidade da luz foi batida.
“Se for verdade, é fantástico. Isso irá abalar as fundações da física”, disse Stphen Parke do Fermilab em Batavia, Illinois. “Mas nós ainda precisamos confirmar essa descoberta”.
Os neutrinos são partículas subatômicas quase sem massa que são notoriamente conhecidas por não se interagirem com outras formas de matéria. Um experimento chamado OPERA (Oscilation Project with Emulsion tRacking Apparatus) enviou feixes de neutrino desde o acelerador de partículas no CERN até um detector localizado na caverna de Gran Sasso na Itália, a uma distância de 730 km.
Os neutrino chegaram 60 nano segundos antes do que eles chegariam se tivessem viajado à velocidade da luz, disse a equipe de pesquisadores.
Se for real, a descoberta irá forçar a rescrever a teoria da relatividade especial de Einstein, um dos pilares da física moderna (e uma teoria que tem suas previsões incorporadas dentro do desenho dos aceleradores de partículas do CERN). “Isso não é razoável”, disse o teórico Marc Sher do College of William and Mary em Williamsburg na Virginia.
Um problema é que os resultados do CERN podem quebrar o aparente limite de velocidade dos neutrinos, limite esse observado quando a radiação de uma explosão de supernova alcançou a Terra em Fevereiro de 1987.
Supernovas são explosões de estrelas que são tão brilhantes que elas podem brevemente iluminar suas galáxias hospedeiras. Contudo, a maior parte da energia gerada nessa explosão é eliminada na forma de neutrinos. Pelo fato dos neutrinos pouco interagirem com a matéria, eles devem escapar de uma estrela em explosão quase que imediatamente, enquanto que os fótons de luz levarão aproximadamente 3 horas para sair de lá. E, em 1987, trilhões de neutrinos chegaram na Terra, 3 horas antes da luz da estrela morta nos alcançar, bem como os físicos previram.
A recente afirmação de neutrinos com velocidades muito maiores não se ajusta com essas medidas feitas anteriormente. “Se os neutrinos viajassem a uma velocidade maior que a da luz, eles teriam chegado na Terra desde a supernova cinco anos antes, o que é loucura”, disse Sher. “E eles não chegaram. A explosão de supernova contradiz com fortes argumentos a mais nova descoberta do CERN”.
É possível que os neutrino que alcançaram a mina italiana fossem um tipo diferente de neutrinos, diferente daqueles expelidos pela explosão de supernova, ou que tivessem energia diferente. Uma das duas teorias poderiam explicar a diferença, admite Sher. “Mas isso é pouco provável”.
Um erro nas medidas no recente experimento com neutrinos poderia também explicar a contradição.
“Em princípio esse é um experimento muito simples: você sabe a distância entre o ponto A e B, você sabe quanto tempo os neutrinos demoram para viajar do ponto A para o ponto B, então você pode calcular a velocidade”, disse Parke. “Contudo, as coisas são mais complicadas que isso. Existem efeitos sutis que podem fazer as coisas mais difíceis do que parecem”.
Por exemplo, embora os detectores na Itália possam registrar o tempo de chegada dos neutrinos com uma precisão de nano segundos, é menos claro quando eles deixam os aceleradores no CERN. Os neutrinos são produzidos por meio da colisão de prótons em um alvo em forma de barra, que gera uma cascata de parículas subatômicas. Se os neutrinos foram produzidos na parte terminal da barra, isso poderia obscurecer o seu tempo de voo.
Sher também menciona uma terceira opção, partindo do pressuposto que a medida esteja correta. Algumas teorias postulam que existam dimensões extras que são escondidas além das quatro que temos familiaridade (três do espaço e uma do tempo). É possível que os neutrinos velozes tenham viajado através dessas dimensões extras, reduzindo a distância que eles precisariam viajar até a atingir os detectores na Itália. Isso explicaria as medidas sem precisar quebrar a velocidade da luz.
Antonio Ereditato, com a colaboração do OPERA declinou em comentar essa afirmação.
Enquanto isso, Parke está reservando seu julgamento até que o resultado possa ser confirmado por outros experimentos como o MINOS no Fermilab e o T2K no Japão.
“Existe uma grande quantidade de experimentos que estão ligados ou que estão sendo ligados que poderiam atualizar essa medida”, disse ele. “Esse é o tipo de coisa que nós temos que acompanhar , e ter certeza que que nós não vamos prejudicar uma descoberta que pode as vezes ser fantástica”.
Em 2007, o experimento MINOS pesquisou por neutrinos que viajassem mais rápidos que a luz mas não encontraram nada estaticamente significante.
Embora seja cético, ele está dando aos seus colegas do OPERA o benefício da dúvida. “Eles certamente não fizeram nada obviamente estúpido ou eles seriam pegos”, disse Parke.
“Eles são pessoas espertas, não são malucos”, concorda Sher. “Mas como diz o ditado, afirmações extraordinárias necessitam de evidências também extraordinárias. E essa afirmação sobre os neutrinos viajando mais rápido que a luz, é muito extraordinária”.
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