KATRIN estabelece um novo recorde: massa de neutrinos para 0,45 eV pela primeira vez!

KATRIN estabelece um novo recorde: massa de neutrinos para 0,45 eV pela primeira vez!

Em 11 de abril de 2025, o “Experimento Karlsruhe Tritium Neutrino” (KATRIN) no Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) alcançou um progresso notável na pesquisa de neutrinos. Em artigo publicado na revistaCiênciafoi publicado, foi determinado um novo limite superior para a massa do neutrino de no máximo 0,45 elétron-volts (eV), que é de apenas 8 x 10^-37corresponde a quilogramas. Esta descoberta representa um recorde global e é crucial para esclarecer as propriedades físicas de uma das partículas menos compreendidas do universo. A medição precisa da massa dos neutrinos é fundamental para a compreensão das leis fundamentais da natureza, como explica a colaboração KATRIN.

Os neutrinos, que existem em três tipos principais – neutrinos do elétron, do múon e do tau – são eletricamente neutros e raramente reagem com a matéria. O experimento KATRIN usa o decaimento beta do trítio para medir com precisão a massa do neutrino. Durante esse processo, um nêutron se transforma em um próton e emite um elétron e um antineutrino de elétrons. A análise da distribuição de energia destas partículas permite aos cientistas tirar conclusões sobre a massa dos neutrinos. As informações sobre a massa estimada de neutrinos em 2025 deverão se aproximar de 0,3 eV com 90% de confiança.

Detalhes técnicos do experimento KATRIN

O sistema KATRIN tem 70 metros de comprimento e inclui um espectrômetro de alta resolução com diâmetro de dez metros. As medições de massa de neutrinos foram realizadas durante um total de 259 dias em cinco campanhas de medição, durante as quais foram analisados ​​cerca de 36 milhões de elétrons. Esta quantidade de dados excede seis vezes as medições anteriores e permite um estudo muito mais preciso da massa dos neutrinos. Os resultados do KATRIN também confirmam a teoria de que os neutrinos são pelo menos um milhão de vezes mais leves que os eletrões e reforçam as evidências de que os neutrinos têm massa – um aspecto que contradiz a suposição tradicional do Modelo Padrão.

Os pesquisadores refinaram significativamente os limites das medições de neutrinos por meio de métodos aprimorados de coleta de dados e redução de incertezas sistemáticas. Christian Weinheimer, da Universidade de Münster, um dos palestrantes anteriores do experimento, e sua equipe desempenharam um papel fundamental na configuração e operação do KATRIN e desenvolveram métodos inovadores de análise e medição que aumentam significativamente a sensibilidade dos experimentos.

Perspectivas e projetos futuros

As medições de massa de neutrinos no âmbito do KATRIN decorrerão até ao final de 2025. A partir de 2026, será ligado um novo sistema de deteção denominado TRISTAN, que permitirá a procura de hipotéticos neutrinos estéreis. Além disso, um programa de pesquisa e desenvolvimento chamado KATRIN++ está em andamento para desenvolver conceitos para futuros experimentos com massa de neutrinos. Cientistas de mais de 20 instituições de sete países estão envolvidos neste projeto conjunto internacional.

Em resumo, o progresso da experiência KATRIN não só mostra quão importante é a investigação sobre neutrinos para a compreensão do nosso universo, mas também que abordagens inovadoras são possíveis na física de partículas moderna. As descobertas do KATRIN ultrapassam os limites do conhecimento e destacam os enormes desafios que os cientistas enfrentam. Os resultados e técnicas desta pesquisa têm o potencial de mudar permanentemente todo o campo da física de partículas.

Para mais informações sobre os resultados do experimento KATRIN, leia os relatórios uni-muenster.de, deinkalert.org e kit.edu.