13-02-2025
A investigação resulta de uma colaboração entre cientistas da NOVA FCT, do Lawrence Livermore National Laboratory e da Colorado School of Mines nos Estados Unidos da América, bem como do centro TRIUMF no Canadá. O trabalho destaca o uso inovador de átomos de berílio radioativo implantado diretamente em detetores de alta resolução baseados em junções supercondutoras de efeito de túnel. Esta abordagem permite observar indiretamente, através do recuo do átomo quando um neutrino é emitido, a energia dos processos nucleares associados à criação e emissão do neutrino.
Para atingir a precisão necessária na determinação da extensão do pacote de ondas do neutrino, os investigadores do Laboratório de Instrumentação, Engenharia Biomédica e Física da Radiação (LIBPhys-UNL) dedicaram-se ao estudo detalhado dos efeitos atómicos do decaimento do berílio. A modelação precisa da estrutura eletrónica do átomo de berílio e do átomo de lítio (no qual se transforma após a captura eletrónica nuclear) revelou-se essencial para medir com exatidão a energia de recuo do átomo de lítio dentro dos detetores.
"Sem cálculos precisos da estrutura eletrónica dos elementos envolvidos nesta reação nuclear, não conseguiríamos distinguir efeitos puramente nucleares dos efeitos atómicos, que contribuem para a degradação dos limites do tamanho do neutrino", explica Mauro Guerra, investigador do LIBPhys-UNL. Jorge Machado, também do LIBPhys-UNL, destaca a interdisciplinaridade do estudo: "É interessante ver como uma experiência relativamente pequena necessita de conhecimento de diversas áreas, como física nuclear e de partículas, sensores quânticos e física atómica, para medir algo que tem escapado a experiências muito maiores e estabelecidas há vários anos.", José Paulo Santos, do mesmo centro de investigação afirma ainda que "Este resultado representa um avanço significativo na exploração da física dos neutrinos, fortalecendo também os modelos de neutrinos estéreis com massas na escala dos keV. "
A complexidade e a inovação da abordagem foram reconhecidas por especialistas na área. "Tecnicamente, esta é uma medição extremamente difícil", afirma Alfons Weber, da Johannes Gutenberg University em Mainz, Alemanha. "Eles usaram um método verdadeiramente engenhoso para realizar uma medição de precisão, algo que eu pensava ser impossível."
Este trabalho representa um avanço significativo na compreensão das propriedades dos neutrinos, oferecendo novas perspetivas sobre o seu comportamento e sobre os limites fundamentais da física de partículas. A colaboração entre diferentes instituições e áreas do conhecimento reflete a importância da ciência multidisciplinar na resolução de problemas fundamentais da física contemporânea.
