Físicos do MIT propuseram uma forma de criar um dispositivo que parece saído de um filme de ficção científica: um «laser» de neutrinos, capaz de ajudar a investigar os mistérios do Universo.
Os neutrinos são as partículas com massa mais abundantes, mas, por uma cruel ironia, são também extremamente difíceis de encontrar, o que lhes valeu a designação de «partículas fantasma». A cada instante, biliões destas partículas atravessam o corpo humano, mas interagem tão raramente com a matéria que estudá-las é quase impossível.
Como funcionaria o laser de neutrinos
Para facilitar a análise destas partículas esquivas, físicos do MIT e da Universidade do Texas em Arlington delinearam o conceito de um laser que as concentraria num feixe.
Em teoria, seria necessário arrefecer uma nuvem de átomos de rubídio-83 até uma temperatura inferior à do espaço interestelar. Desse modo, os átomos comportar-se-iam como uma única entidade quântica, num estado da matéria conhecido como condensado de Bose-Einstein (BEC).
O rubídio-83 é radioativo e liberta neutrinos quando os seus átomos decaem. Em condições normais, esse decaimento ocorreria de forma relativamente aleatória, emitindo neutrinos em todas as direções e em momentos imprevisíveis. Num estado BEC, porém, o comportamento dos átomos deverá sincronizar-se, incluindo o respetivo decaimento.
O processo assemelha-se, pelo menos em parte, ao de um laser convencional, que produz fotões e os alinha de forma ordenada. O resultado deverá ser um feixe intenso de neutrinos orientado numa única direção, produzido poucos minutos após se atingir a temperatura adequada.
O que um laser de neutrinos poderá permitir estudar
Detetar um neutrino no momento de uma interação é uma questão de probabilidades. As melhores experiências atuais consistem em observar enormes volumes de água ou gelo, em ambientes com poucas interferências, e aguardar a rara ocasião em que um neutrino atinge um núcleo dentro da área observada. Saber onde estarão os neutrinos, num volume muito menor, ajudaria a tornar essa tarefa mais favorável.
A capacidade de detetar e estudar neutrinos de forma mais fiável poderá ajudar a resolver grandes mistérios da física, incluindo a natureza da matéria escura e a razão pela qual a antimatéria não aniquilou o Universo tal como o conhecemos.
A tendência dos neutrinos para não interagir com a matéria também poderá ser útil nas comunicações, permitindo transmitir sinais através de objetos e até no subsolo.
Naturalmente, o primeiro passo seria verificar se é realmente possível construir um laser de neutrinos.
«Se conseguirmos demonstrá-lo em laboratório, as pessoas poderão então pensar: poderemos usá-lo como detetor de neutrinos? Ou como uma nova forma de comunicação?», afirma Joseph Formaggio, físico do MIT. «É nessa altura que começa a verdadeira diversão.»
O estudo foi publicado na revista Physical Review Letters.
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