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O enigma do déficit 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.

Ora.

As reações de fusão que ocorrem no núcleo do Sol produzem energia sob a forma de:

• Fótons

• Neutrinos.

...Os neutrinos interagem muito pouco com a matéria, deixando portanto o Sol sem obstáculos. A energia sob a forma de fótons transita penosamente até a superfície do Sol, a cromosfera, ao ritmo de absorções e reemissões sucessivas e graças à convecção que reina no astro. Quando essa energia atinge a cromosfera, é emitida sob a forma de fótons.

...Na Terra, captamos portanto, descontado esse atraso, fótons e neutrinos. 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 o déficit de neutrinos solares. Será absolutamente necessário encontrar um dia uma explicação para esse fenômeno, caso contrário, todo o nosso conhecimento sobre a dinâmica do Sol (e das estrelas) desmoronará.

...No meu último livro, publicado pela editora Albin Michel, intitulado "Perdemos a metade do universo", eu havia escrito na primeira parte que tínhamos uma compreensão teórica do funcionamento das estrelas considerada satisfatória. Mas como as coisas evoluem, no livro seguinte terei de incluir um capítulo intitulado:

Perdemos a metade dos neutrinos solares.

...Alguns físicos teóricos estão consternados, outros encantados. De fato, eis o primeiro fenômeno que realmente coloca a mecânica quântica em xeque. Será preciso voltar ao assunto.

Um universo, ou dois?

Quais são as ideias especulativas em curso?

Duas primeiras referências:
R. Foot and R.R. Volkas Phys. Rev. D Vol. 52 n°11, 1° dez 1995
Z.G.Berezhiani and R.N. Mohapatra Phys. Rev. Vol. 52 n° 11 1 dez 1995.

...Foot e Volkas pensam que o universo é composto por dois "setores", o nosso e um "setor espelho", em espelho, enantiomorfo, 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, muônico e tauônico, e, é claro, suas antipartículas). Setor, folha, camada: palavras sinônimas.

...Nosso universo não é simétrico. Ele é o palco do que se chama violação do princípio da paridade. Reações "direitas" não ocorrem no mesmo ritmo que suas imagens no espelho. Referência clássica:
T.D.Lee and C.N.Yang Phys. Rev. 104, 254 (1956)

...Foot e Volkas "simetrizam" o universo supondo que ele possui um duplo, o universo espelho, onde essa violação do princípio da paridade ocorreria no sentido inverso. Aproveitando a oportunidade, construímos um modelo onde os neutrinos possuiriam "irmãos menores", 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 incita a considerar dois universos em vez de um só, é a ausência de antimatéria primordial em nosso universo. Normalmente, em seu estado mais primitivo, o universo era constituído, para retomar a expressão de Steven Weinberg, por "todo tipo de radiações". Os fótons davam origem a pares partícula-antipartícula, que se apressavam em se aniquilar um pouco mais adiante (os elétrons e os antielétrons, por exemplo, dotados de cargas elétricas opostas, atraem-se). O universo primitivo (o tohu-bohu dos hebreus) é portanto uma mistura muito turbulenta, onde a radiação se converte sem cessar em matéria-antimatéria e vice-versa. Em seguida, a expansão do universo reduz a energia dos fótons, que já não são capazes de fornecer esses pares de irmãos inimigos. O universo se esvazia então a um ritmo alucinante. Ao fim de treze segundos, tudo está decidido. Pergunta: por que estamos aqui? Por que essa aniquilação não foi completa? Resposta: não há resposta.

...Daí os alguns artigos de Andrei Sakharov, que foi o primeiro a sugerir que dois universos possam 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, Moscow 1970
A.Sakharov : "Cosmological model of the Universe with a time vector inversion". ZhETF 79 : 689-693 (1980); tradução in Sov. Phys. JETP 52 : 349-351 (1980)

A.Sakharov : "Topological structure of elementary particles and CPT asymmetry" in "Problems in theoretical physics", dedicated to the memory of I.E.Tamm, Nauka, Moscow 1972, pp. 243-247

Detalhe: Nesses dois universos, as setas do tempo são opostas. Em algumas de suas publicações, Andrei Sakharov evocou o fato de que esses "universos gêmeos" possam ser igualmente enantiomorfos, em espelho.

Outra abordagem: as supercordas. Trata-se de sugestões formuladas por Schwarz (Caltech), Green (Queen Mary College) e pelo 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 de matéria-sombra (shadow matter). Os objetos formados a partir desse constituinte seriam totalmente invisíveis para nós.

Michael Green:

Uma das previsões que emergem 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 possam agir umas sobre as outras por intermédio das outras forças.

Abdus Salam:

A partir da teoria das supercordas emerge uma espécie de universo que seria um duplo do nosso, mas que não poderia comunicar-se com ele senão através das forças gravitacionais. O que é interessante é que esse universo determinaria a maneira como a supersimetria seria quebrada em nosso próprio universo e poderia lançar alguma luz sobre os valores particulares das massas das diferentes partículas.

Mas por enquanto não vai além disso. As supercordas também não, aliás.

...Dito isso, como representar dois universos estreitamente entrelaçados um no outro e que só se comunicam através da gravitação? Pode-se imaginar dois pares de jogadores equipados com óculos de filtro, que seriam então incapazes de ver as peças do outro time. Por outro lado, cada um poderia adivinhar a presença de uma peça adversária, próxima, sobre um "tabuleiro mole":

...A peça de matéria (jogada nas casas pretas), não vê a dama pertencente à "partida fantasma", mas detecta sua presença pelo fato da curvatura que ela cria no tabuleiro (gravitação). Ver a seguir:

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