Telescópio no fundo do mar testa leis de Einstein
Um dos princípios fundamentais da teoria da relatividade de Albert Einstein estabelece que as leis da física são as mesmas para todos os observadores, independentemente de seu movimento. Mas será que essa regra vale em qualquer circunstância? Para investigar a questão, pesquisadores da colaboração internacional KM3NeT utilizaram um telescópio instalado nas profundezas do Mar Mediterrâneo para procurar possíveis desvios nesse princípio.Continua após a publicidadeA equipe analisou 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos e não encontrou evidências de violações da chamada invariância de Lorentz. Apesar do resultado negativo, o estudo estabeleceu novos limites experimentais para possíveis alterações nas leis da física, incluindo restrições inéditas relacionadas a dois tipos dessas partículas, segundo informações do portal Eurekalert.Para quem tem pressa
Pesquisadores usaram o telescópio KM3NeT/ORCA para testar a invariância de Lorentz, princípio fundamental da relatividade;
A equipe analisou 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos;
Os dados correspondem a 1,4 ano de observações com apenas seis unidades de detecção;
Nenhuma violação das leis previstas pela teoria de Einstein foi identificada;
O estudo estabeleceu limites inéditos para possíveis desvios envolvendo neutrinos muônicos e tauônicos.
O que os neutrinos podem revelar sobre as leis de Einstein?A invariância de Lorentz está no centro da teoria da relatividade de Einstein. No entanto, algumas propostas teóricas que tentam conciliar a gravidade com a física quântica levantam a possibilidade de que esse princípio não seja válido em todas as circunstâncias.Uma dessas hipóteses considera que o espaço-tempo, geralmente tratado como uma estrutura contínua, poderia ser formado por unidades extremamente pequenas e discretas. Se isso acontecer, algumas das propriedades fundamentais da física poderiam apresentar diferenças em determinadas condições.
Reprodução de neutrinos (Imagem: Shutterstock)
Os neutrinos são partículas especialmente interessantes para investigar essa possibilidade. Eles interagem muito pouco com a matéria e conseguem percorrer distâncias enormes, inclusive atravessando a Terra.
Outra característica importante é a capacidade de mudar de um tipo para outro durante o deslocamento. Esse fenômeno é conhecido como oscilação de neutrinos e envolve três sabores: eletrônico, muônico e tauônico.A probabilidade dessas transformações pode ser prevista com grande precisão pelos modelos físicos atuais. Caso as observações apresentem diferenças em relação às previsões, isso pode indicar a existência de fenômenos ainda desconhecidos, incluindo possíveis violações da invariância de Lorentz.Como funciona o telescópio no fundo do Mediterrâneo?Para procurar esses desvios, os pesquisadores utilizaram dados do KM3NeT/ORCA, um detector de neutrinos instalado nas profundezas do Mar Mediterrâneo. A análise considerou 1,4 ano de observações realizadas com apenas seis unidades de detecção, ainda durante a fase inicial de construção do equipamento.Continua após a publicidadeA equipe comparou a energia e a direção de chegada dos neutrinos registrados com as previsões teóricas. Ao todo, foram analisados 5.828 eventos candidatos a neutrinos atmosféricos, partículas produzidas quando raios cósmicos interagem com a atmosfera terrestre.
Os dados foram coletados durante 1,4 ano de observações do detector KM3NeT/ORCA. (Imagem: KM3NeT Collaboration) – Os dados foram coletados durante 1,4 ano de observações do detector KM3NeT/ORCA. (Imagem: KM3NeT Collaboration)
Os resultados não indicaram qualquer violação da invariância de Lorentz. Mesmo assim, os dados permitiram estabelecer limites mais rigorosos para a intensidade de determinados efeitos que poderiam alterar o comportamento dessas partículas.Uma das principais novidades foi a definição, pela primeira vez, de limites diretos para possíveis diferenças relacionadas aos neutrinos muônicos e tauônicos e às oscilações entre esses dois sabores.Continua após a publicidadeMesmo utilizando apenas uma pequena parte da estrutura planejada, o KM3NeT/ORCA conseguiu produzir resultados competitivos com os de experimentos de longa duração, como IceCube e Super-Kamiokande.O detector continua em expansão, e os pesquisadores esperam que o aumento da quantidade de dados permita investigar efeitos ainda menores. A colaboração também pretende ampliar as análises para o KM3NeT/ARCA, outro detector da estrutura, projetado para estudar neutrinos de energias muito mais altas, provenientes de fontes astrofísicas distantes.Leia mais: Essas partículas podem ser especialmente úteis porque alguns possíveis efeitos de violações da invariância de Lorentz se tornam mais evidentes em energias elevadas e ao longo de grandes distâncias. Por enquanto, entretanto, ainda não existem eventos de neutrinos astrofísicos em quantidade suficiente para realizar esse tipo de análise com o ARCA.
