A experiência ECHo determinou um novo limite superior para a massa do neutrino.

Novos detetores e o isótopo hólmio-163 ajudaram a reduzir a incerteza na medição da massa das “partículas-fantasma”

Uma equipa internacional de cientistas concluiu uma série de experiências no âmbito do projeto ECHo (Captura de Eletrão no Experimento Ho-163) para refinar o limite superior da massa do neutrino.

Os neutrinos são partículas elementares com massa extremamente reduzida e sem carga elétrica. A sua interação muito fraca com a matéria torna a medição da massa uma tarefa complexa. Determinar a massa do neutrino pode abrir caminho a novos modelos teóricos para lá do modelo padrão da física de partículas e aprofundar a compreensão da evolução do Universo.

No âmbito da experiência ECHo, os cientistas utilizaram o isótopo hólmio-163, que, no decaimento radioativo, captura um eletrão, formando neutrão e neutrino. A massa do neutrino provoca pequenas alterações na distribuição de energia, que são registadas com detetores de elevada sensibilidade.

As medições recorreram a calorímetros magnéticos metálicos desenvolvidos no Instituto de Física de Kirchhoff, na Universidade de Heidelberg. Estes detetores, com cerca de 200 micrómetros, funcionam a uma temperatura de 20 milikelvins, o que permite registar as mais pequenas variações de energia.

No último ensaio, foram registados cerca de 200 milhões de decaimentos de hólmio-163. Isso permitiu reduzir o limite superior da massa do neutrino em uma ordem de grandeza face às medições anteriores do ECHo e em metade em comparação com os resultados do projeto HOLMES, que também utiliza hólmio-163.

A responsável pelo projeto, a professora Loredana Gastaldo (Loredana Gastaldo), afirmou que os resultados confirmam a viabilidade de experiências de maior escala. No âmbito do novo projeto ECHo-LE (Large Experiment), está previsto aumentar o número de detetores de 100 para 20 000. Para concretizar esta iniciativa, foi atribuída uma bolsa do Conselho Europeu de Investigação (ERC).

A experiência ECHo complementa os resultados do projeto KATRIN (Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment), que anteriormente estabeleceu o limite superior mínimo da massa do neutrino. No entanto, o KATRIN está a aproximar-se do limite da sua sensibilidade, enquanto o ECHo oferece novas perspetivas para investigações futuras.

A determinação precisa da massa do neutrino continua a ser uma das tarefas centrais da física moderna.