Experimento NOvA apresenta novidades sobre neutrinos

Cientistas da colaboração NOvA anunciaram novos resultados que podem melhorar nosso entendimento acerca de como os neutrinos se comportam. Neutrinos foram previamente detectados em três tipos, chamados tipos – múon, tau e elétron. Eles também existem em três estados de massa, mas estes não correspondem diretamente aos três tipos. Eles se relacionam através de um complexo (e apenas parcialmente compreendido) processo chamado de mistura. Quanto mais mais soubermos sobre como os estados de tipos e estados de massa se conectam, mais saberemos sobre essas partículas misteriosas.

Apresentado hoje na Conferência Internacional de Física de Altas Energias (ICHEP) em Chicago, cientistas do NOvA notaram evidencias de que um dos estados de massa dos neutrinos pode não incluir proporções iguais dos tipos múon e tau, como previamente esperado. Eles se referem a isso como sendo uma mistura não máxima e os resultados preliminares do NOvA são o primeiro indício de que isso pode se aplicar ao terceiro estado de massa dos neutrinos. "Neutrinos estão sempre nos surpreendendo. Esse resultado é um olhar novo em um dos pontos menos conhecidos na física de neutrinos", diz Mark Messier, da Universidade de Indiana, um dos representantes do experimento NOvA.

O experimento NOvA, localizado no Fermi National Accelerator Laboratory, vem coletando dados sobre neutrinos desde fevereiro de 2014. O experimento usa o feixe de neutrinos muônicos mais potente do mundo, o qual é gerado no Fermilab e viaja através da crosta terrestre por 800 km até um detector do tamanho de um pequeno edifício, localizado no norte de Minnesota. O experimento foi projetado para estudar oscilações de neutrinos, fenômeno no qual essas partículas trocam de tipo enquanto viajam.

O NOvA vem usando a oscilação de neutrinos para entender mais sobre suas propriedades básicas por dois anos. O detector é sensível a tanto neutrinos muônicos quanto neutrinos tauônicos e pode analisar tanto o número de neutrinos muônicos que sobrevivem, quanto o número de neutrinos eletrônicos que aparecem no feixe, durante sua jornada de 800 km entre o Fermilab e o detector localizado em Minnesota.

Os dados também mostram que o terceiro estado de massa pode tanto ser composto por uma porcentagem maior do neutrino muônico que do tipo tauônico, quanto vice-versa. O experimento não coletou dados suficientes para considerar a mistura não máxima uma descoberta, mas se este efeito persistir, espera-se que existam dados suficientes para explorar esse mistério nos próximos anos.

"O NOvA está apenas começando", diz Gregory Pawlosky, da Universidade de Minnesota e um dos cientistas que trabalhou neste resultado. "A amostra de dados mostrada hoje equivale a apenas um sexto do total que esperamos coletar, e será empolgante ver se este indício irá se concretizar em uma descoberta". O NOvA irá tomar dados de neutrinos e anti-neutrinos por vários anos ainda. Com ambos os detectores funcionando plenamente e com o feixe de neutrinos do Fermilab operando em sua potência máxima, o experimento está bem posicionado para iluminar muitos dos mistérios da física de neutrinos.

Além da Física de Neutrinos, o experimento também está envolvido em análises de raios cósmicos e física exótica, como a busca por monopólos magnéticos e WIMPS (sigla para Partículas Massivas que Interagem Fracamente). Destes, pode-se destacar o envolvimento da UFG nas análises de raios cósmicos, onde o estudante de doutorado Stefano Tognini, junto com o professor do Instituto de Física Ricardo Avelino Gomes, buscam confirmar e trazer novas respostas para um efeito anômalo no fluxo sazonal de múons de raios cósmicos detectado pelo experimento MINOS em 2015, colaboração na qual a UFG também faz parte.

O NOvA é financiado pelos Escritório de Ciências do Departamento de Energia dos Estados Unidos, pela Fundação Nacional para a Ciência, entre outras instituições ao redor do mundo. Para mais informações, acesse.