Os neutrinos são uma fascinante partícula da cosmologia. Eles desempenham um importante papel na formação de estruturas em grande escala. Na física de partículas eles tem uma massa muito pequena, sendo uma característica de grande diferencial. Por isso sem a medição da massa dos neutrinos a compreensão do universo estava incompleta.
A missão de calcular a massa do neutrino foi assumida pelo experimento internacional Katrin (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), no Kit (Karlsruhe Institute of Technology) na Alemanha — e que você pode ler com mais detalhes neste link. O Katrin usou o decaimento beta do trítio, um isótopo instável de hidrogênio, para determinar a massa do neutrino através da distribuição de energia dos elétrons liberados no processo. Vale lembrar que seis países estiveram envolvidos no experimento.
Para que isso aconteça, é necessário um grande esforço tecnológico, tendo em vista que o experimento de 70 m de comprimento abriga a fonte de trítio mais intensa do mundo, bem como um espectrômetro gigante para medir as energias dos elétrons de decaimento com precisão.
As medições começaram em 2019 e a qualidade dos resultados foram aprimoradas nos últimos dois anos. "(O) Katrin é um experimento com os mais altos requisitos tecnológicos (e) está agora funcionando como um relógio perfeito", diz o professor Guido Drexlin, líder do projeto e um dos dois porta-vozes do experimento.
Análise de dados detalhada:
A análise aprofundada desses dados representou um grande desafio para a equipe internacional liderada pelos dois coordenadores, Dr. Magnus Schlösser (da KIT) e o Susanne Mertens (do Instituto Max Planck de Física e Universidade Técnica de Munique), já que todo efeito sobre a massa do neutrino, não importa quão pequena, tinha que ser investigada em detalhes.
Os dados experimentais do primeiro ano de medições, com base em uma massa de neutrinos extremamente pequena, combinaram perfeitamente e assim foi permitido que eles determinassem um novo limite de 0,8 eV para a massa de neutrinos, apontam os cientistas.
Esta foi a primeira vez que um experimento direto de massa de neutrinos entrou na faixa de massa sub-eV, que é de alta relevância para a cosmologia e a física de partículas. "A comunidade de física de partículas está animada que a barreira de 1 eV foi quebrada pelo Katrin", comenta o especialista em neutrinos John Wilkerson, da Universidade da Carolina do Norte e presidente do Conselho Executivo do Katrin.
*Estagiária sob supervisão de Ronayre Nunes