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O enigma da deficiência de neutrinos solares.
...Na Relatividade Geral clássica, supõe-se implicitamente que o universo é composto por uma única folha. Nada indica, dizem alguns, que seja necessário considerar uma configuração diferente.
Pode ser.
As reações de fusão que ocorrem no núcleo do Sol produzem energia na forma:
- De fótons – De neutrinos.
...Os neutrinos interagem muito pouco com a matéria, portanto deixam o Sol sem dificuldade. A energia na forma de fótons atravessa penosamente a superfície do Sol, a cromosfera, em sucessivas absorções e reemissões, graças à convecção presente no astro. Quando essa energia atinge a cromosfera, é emitida na forma de fótons.
...Na Terra, captamos, portanto, fótons e neutrinos, com um atraso. Ainda até uma data relativamente recente, não sabíamos medir esse fluxo de neutrinos, embora cada centímetro cúbico do nosso corpo seja atravessado a cada segundo, salvo erro, por dez bilhões de neutrinos.
...A medição desse fluxo revelou um fato perturbador. Captamos apenas cerca da metade dos neutrinos esperados. É a deficiência de neutrinos solares, o déficit de neutrinos solares. Será absolutamente necessário encontrar um dia uma explicação para esse fenômeno, caso contrário toda a nossa compreensão da dinâmica do Sol (e das estrelas) desmorona.
...No meu último livro, publicado pelas Edições Albin Michel, intitulado "Perdemos metade do universo", escrevi na primeira parte que tínhamos uma compreensão teórica do funcionamento das estrelas considerada satisfatória. Mas, como as coisas mudam, no próximo livro terei de incluir um capítulo intitulado:
Perdemos metade dos neutrinos solares.
...Alguns físicos teóricos estão consternados, outros contentes. De fato, aqui está o primeiro fenômeno que realmente coloca a mecânica quântica em xeque. Será necessário reavaliar tudo.
Um universo, ou dois?
Quais são as ideias especulativas em curso?
Duas primeiras referências:
R. Foot e R.R. Volkas, Phys. Rev. D, Vol. 52, n°11, 1º de dezembro de 1995
Z.G. Berezhiani e R.N. Mohapatra, Phys. Rev., Vol. 52, n°11, 1º de dezembro de 1995.
...Foot e Volkas pensam que o universo é composto por dois "setores", o nosso e um "setor espelho", espelhado, enantiomórfico, ou seja, "P-simétrico". A energia liberada pela fusão envolveria, portanto, tanto neutrinos "clássicos" quanto "neutrinos espelho", neutrinos pertencentes ao segundo "setor" (neutrinos dos três tipos: eletrônico, múonico e tauônico, e, naturalmente, suas antipartículas). Setor, folha, camada: palavras sinônimas.
...Nosso universo não é simétrico. É o palco do que chamamos de violação do princípio de paridade. Reações "à direita" não ocorrem no mesmo ritmo que suas imagens em espelho. Referência clássica:
T.D. Lee e C.N. Yang, Phys. Rev. 104, 254 (1956)
...Foot e Volkas "simétrizam" o universo supondo que ele possui um duplo, o universo espelho, onde essa violação do princípio de paridade ocorreria no sentido inverso. Em passagem, construímos um modelo em que os neutrinos teriam "irmãos mais novos", CPT-simétricos, utilizando a teoria dos grupos.
...Ver: "J.P. Petit & P. Midy: Geometrization of antimatter through coadjoint action of a group on its momentum space." 3: Twin group. [No site: Geometrical Physics B, 1-3], 1998.
...Existe outro problema que incentiva a considerar dois universos em vez de um só: a ausência de antimateria primordial no nosso universo. Normalmente, em seu estado mais primitivo, o universo era composto, para usar a expressão de Steven Weinberg, por "todas as formas de radiação". Os fótons geravam pares partícula-antipartícula, que se apressavam em se aniquilar um pouco mais adiante (os elétrons e os antieletrons, por exemplo, com cargas elétricas opostas, se atraem). O universo primitivo (o caos dos hebreus) era, portanto, uma mistura muito turbulenta, em que a radiação se convertia incessantemente em matéria-antimatéria e vice-versa. Depois, a expansão do universo reduzia a energia dos fótons, que então não eram mais capazes de fornecer esses pares de irmãos inimigos. O universo então se esvaziava a uma velocidade vertiginosa. Após treze segundos, tudo estava decidido. Pergunta: por que estamos aqui? Por que essa aniquilação não foi completa? Resposta: nenhuma resposta.
...Daí surgiram alguns artigos de Andréi Sakharov, que foi o primeiro a sugerir que dois universos poderiam ter sido criados ao mesmo tempo, em vez de um só.
A. Sakharov: "CP violation and baryonic asymmetry of the Universe". ZhETF Pis'ma 5: 32-35 (1967); tradução JETP Lett. 5: 24-27 (1967)
A. Sakharov: "A multisheet Cosmological model" Preprint Institute of Applied Mathematics, Moscou 1970
A. Sakharov: "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion". ZhETF 79: 689-693 (1980); tradução em Sov. Phys. JETP 52: 349-351 (1980)
A. Sakharov: "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry" em "Problems in theoretical physics", dedicado à memória de I.E. Tamm, Nauka, Moscou 1972, pp. 243-247
Detalhe: Nesses dois universos, as setas do tempo são opostas. Em algumas de suas publicações, Andréi Sakharov mencionou a possibilidade de que esses "universos gêmeos" pudessem também ser enantiomórficos, espelhados.
Outra abordagem: as supercordas. Trata-se de sugestões formuladas por Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) e o prêmio Nobel Abdus Salam (diretor do Centro de Física Teórica de Trieste, professor no Imperial College de Londres).
Ponto de partida: os grupos e o modelo E8 x E8. Referência: "Superstrings, a theory of everything?" PC. W. Davis & J. Brown, Cambridge University Press 1988.
John Schwarz:
A segunda simetria E8 refere-se a outra espécie de matéria, frequentemente chamada matéria-sombra (shadow matter). Os objetos formados a partir desse constituinte seriam totalmente invisíveis para nós.
Michael Green:
Uma das previsões que emerge dessas teorias diz respeito a um novo tipo de matéria que não seríamos capazes de observar diretamente, mas que interagiria com a nossa por meio das forças gravitacionais, embora essas partículas de matéria-sombra pudessem atuar umas sobre as outras por meio de outras forças.
Abdus Salam:
A partir da teoria das supercordas surge uma espécie de universo que seria um espelho do nosso, mas que não poderia se comunicar conosco senão através das forças gravitacionais. O interessante é que esse universo determinaria a forma como a supersimetria seria quebrada no nosso próprio universo e poderia trazer alguma luz sobre os valores particulares das massas das diferentes partículas.
Mas, por enquanto, não vai além disso. As supercordas também, aliás.
...Dito isso, como representar dois universos estreitamente entrelaçados um no outro e que se comunicam apenas através da gravidade? Podemos imaginar dois pares de jogadores equipados com óculos filtrantes, que então seriam incapazes de ver as peças da equipe adversária. Porém, cada um poderia deduzir a presença de uma peça adversária próxima, sobre um "tabuleiro mole":
...A peça de matéria (jogada nas casas pretas) não vê a rainha pertencente à "partida fantasma", mas detecta sua presença pelo fato de causar uma curvatura no tabuleiro (gravidade). Veja a seguir:
../../../bons_commande/bon_global.htm