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Como se fossem o Kid Bengala dos Neutrinos

9 anos e meio atrás

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“Minha suspeita é que o Universo não só é mais estranho do que imaginamos, mas mais estranho do que conseguimos imaginar”

J.B.S. Haldane

Neutrinos são partículas subatômicas teorizadas por Pauli em 1930 e descobertas formalmente em 1956. são neutros (dãã) portanto não reagem a campos eletromagnéticos. Possuem massa desprezível, significa que ele só é afetado de leve pela Gravidade. A única Força que tem alguma influência sobre neutrinos é a Força Nuclear Fraca, que só atua no núcleo atômico.

Vá para fora de casa em um dia de sol. Estique o dedo. A cada segundo 60 bilhões de neutrinos estão atravessando a ponta de seu dedo, mas a probabilidade de um deles sequer interagir com alguma partícula é quase zero. Um neutrino pode viajar por 1 ano-luz de Chumbo antes de interagir com outra partícula.

Só por isso neutrinos já seriam fascinantes, mas George Fuller e Chad Kishimoto, da Universidade da Califórnia, em San Diego foram além. Publicaram um paper onde descrevem um modelo para explicar uma discrepância entre os neutrinos oriundos do Big Bang e as outras partículas que compõe a Radiação de Fundo Cósmico. Levantam a hipótese de partículas subatômicas gigantes, atravessando galáxias. Pior: Perfeitamente viável segundo a Teoria Quântica.

O modelo deles em essência assume que as partículas sem massa, os fótons de alta energia viajariam à velocidade da luz, acompanhando a curvatura do Universo. Já os neutrinos, por terem massa seriam mais lentos. A discrepância seria devido a isso. Mas calma que chegamos lá.

Aqui a coisa começa a complicar. Primeiro, vamos corrigir algumas idéias antigas. O modelo atômico que todo mundo aprende na escola é o idealizado por Niels Bohr, em 1913: Um núcleo em volta do qual elétrons orbitam em trajetórias circulares, como o símbolo usado pelo Dr Manhattan:

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O modelo viola o Princípio da Incerteza, e na falta de compensadores Heisenberg, o modelo é ilegal.

Uma partícula pode se comportar como uma onda, segundo a Teoria Quântica e o já citado Princípio da Incerteza na verdade ela precisa se comportar assim, pois é impossível determinar exatamente os estados da partícula. Essa dualidade vem desde o Século XVII, quando Newton e Hyugens saíam no tapa para determinar a natureza da luz. Um dizia que eram ondas, o outro partículas.

Em um raro empate científico, ambos estavam certos.

Assim, não podemos definir aonde na órbita um elétron estará, mas podemos prever com razoável sucesso os locais mais prováveis de encontrar o tal elétron. Ao invés de um ponto uma partícula subatômica é melhor representada por uma nuvem de probabilidades.

Um átomo de Hidrogênio é melhor representado assim:

HydrogenOrbitalsN6L0M0

Notem os orbitais e o espaço vazio entre eles. São impossíveis, pois exigiriam valores energéticos do elétron com frações menores que um Quantum. Você aprendeu isso na escola, esforça que lembra.

E os neutrinos?

Como todas as partículas os neutrinos existem como uma nuvem de probabilidade. Concentrado em um ponto onde a probabilidade do neutrino estar ali atingiu 100%, nossa partícula vive bem e tranquila, mas no Início dos Tempos não foi assim. Neutrinos criados no momento ou logo após o Big Bang não teriam matéria para interagir e seguiriam para sempre, a uma velocidade muito próxima da Luz.

Só que não havia para onde seguir, o próprio Espaço estava sendo criado. O Universo não era um grande vazio, o Big Bang não é uma explosão no meio do nada. O próprio nada foi criado com o Big Bang.

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O Big Bang. Mais ou menos.

Aqui o bicho pega

Os neutrinos primordiais avançavam em uma velocidade próxima a da luz, mas o próprio espaço-tempo era criado, a 100% da velocidade da Luz. Com isso o espaço era esticado mais rápido do que o neutrino conseguia acompanhar.

Diz o modelo dos dois professores que com a expansão inflacionária do próprio tecido da realidade, os neutrinos primordiais também foram esticados.

Portanto teríamos hoje neutrinos primordiais, ainda avançando e com bilhões de anos-luz de comprimento. Desenhe uma pequeno ponto em um elástico. Agora estique. É isso que acontece com esses neutrinos.

Notem que não estão falando de cordas gravitacionais, mas de partículas discretas esticadas junto com a própria estrutura do Espaço-Tempo.

Como a densidade desses neutrinos primordiais é muito baixa, na casa de 56 por centímetro cúbico, a detecção é um feito além da nossa mais avançada tecnologia. O Observatório de Neutrinos IceCube, recém completado na Antártica sequer foi projetado para isso.

Ainda é cedo para dizer se o conceito de neutrinos intergalácticos é real, mas só a possibilidade é assustadora, consegue ser mais contra-intuitiva do que a Teoria Quântica normal, que já é bastante.

Essa é a grande diferença para os criacionistas, que tentam reduzir o Universo a um nível básico, rasteiro e errado, mas que são capazes de entender. Eles têm medo do desconhecido, preferem se iludir achando que sabem como o mundo funciona. Ao mesmo tempo atacam os físicos dizendo que se contentam em não saber.

Muito pelo contrário. Todo Cientista QUER saber como o mundo funciona, mas enquanto os criacionistas se satisfazem com sua Resposta, Cientistas já começam se fascinando com a própria Pergunta. O não saber não é angustiante para um cientista, o angustiante é não poder perguntar e não poder tentar descobrir.

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