Dona Fifi aos 19.

Apostilas eletrônicas de Dona Fifi
O NEUTRINO

O NEUTRINO TEM MASSA?
Nada é tão denso e povoado quanto o vácuo.

Para um físico que se preza não basta saber que um objeto tem massa. Ele também quer saber porque esse objeto tem massa. Hoje em dia surgiu a mania de dizer que as partículas "normais" (elétrons, prótons etc) têm massa porque interagem com outras partículas, essas sem massa, chamadas de "partículas de Higgs". Quando o físico inglês Peter Higgs propôs a existência dessas partículas (ou "campos", como alguns preferem), não imaginava até que ponto os teóricos iriam especular sobre sua idéia. Segundo os teóricos, o universo está literalmente preenchido por partículas de Higgs. Os aristotélicos, que foram ridicularizados por acharem que "a natureza odeia o vácuo", adorariam esse modelo. Já eu prefiro dizer que são os físicos modernos que odeiam o vácuo. Até o início do século 20, eles acreditavam na existência de um "éter luminífero" preenchendo todo o espaço e servindo de suporte para as ondas de luz. Quando Einstein mostrou que esse "éter" era desnecessário (logo, inexistente), os físicos ficaram desapontados. Não demorou muito até preencherem de novo o vácuo com um mar de elétrons, o mar de Dirac. E agora resolveram preencher o vácuo ainda mais com essas partículas de Higgs.
Essa hipotéticas partículas de Higgs, que até hoje nunca foram detetadas, são (se existirem de fato) responsáveis pelas massas das outras partículas. Se as partículas de Higgs não existissem, dizem os teóricos, o elétron não teria a massa que tem e estaria o tempo todo viajando com a velocidade da luz. Com as partículas de Higgs preenchendo o espaço, o elétron está, a todo instante, interagindo com elas e, nesses cumprimentos, ganha inércia, outro nome para a massa. Já os fótons não estão nem aí para as partículas de Higgs. Logo, não têm massa e estão fadados a nunca pararem, sempre se deslocando com a velocidade da luz. Esse desenho animado ao lado, produzido por meus amigos da UFC, é uma caricatura do processo de interação com as Higgs. Como todo bom desenho animado, ilustra e diverte mas não deve ser levado muito a sério.
A mudança de cor da bolinha que representa o elétron, ao interagir com uma partícula de Higgs, ilustra outro fenômeno: a interação, além de gerar massa, modifica o spin do elétron. Qualquer dia desses escreverei uma apostila sobre esse tal "spin", uma das mais esquisitas invenções da natureza. Spin, em inglês tem a ver com rotação, giração. Como a Terra ao girar em torno de seu próprio eixo. Costuma-se representar o spin de uma partícula com uma setinha na direção do eixo polar, por assim dizer. Se o spin de uma partícula aponta na mesma direção em que a partícula se movimenta, é chamado de "direito". No caso contrário, é "esquerdo". Quando uma partícula "direita" interage com uma Higgs, além de adquirir massa vira partícula "esquerda".

Pois o neutrino é sempre uma partícula "esquerda". Todas as evidências experimentais dizem isso. Se um neutrino "esquerdo" interagir com uma Higgs, porém, vira neutrino "direito". Como nunca se viu um neutrino "direito", a conclusão lógica era de que ele, como o fóton, não interage com as Higgs, logo não tem massa.

Mas, como vimos na apostila anterior, o pessoal do Super-Kamiokande, em 1998, anunciou que os neutrinos têm massa. O Modelo Padrão tremeu nas bases.

Como explicar agora a massa dos neutrinos? Se apelarmos novamente para a interação com as partículas de Higgs precisaremos justificar, de algum modo, a observada inexistência dos neutrinos "direitos". Na próxima apostila veremos, para terminar essa história, como os físicos estão tentando sair dessa nova crise provocada pelo renitente neutrino.


A nova crise do neutrino.