Neutrinos e a Relatividade Restrita

O experimento italiano OPERA foi construído com a finalidade de se detectar a transformação de neutrinos do múon para neutrinos do tau. Essa oscilação de neutrinos de um tipo para outro é outra manifestação do fato de que os neutrinos possuem massa. Como o modelo padrão das partículas elementares assume que os neutrinos não possuem massa isto demonstra que o modelo padrão não é completo e necessita ser estendido. Os neutrinos do OPERA são produzidos no CERN, na Suíça, e detectados pelo OPERA na Itália, após viajarem vários quilômetros sob a superfície da Terra.

Em 2007, um outro experimento chamado MINOS, também construído para estudar a oscilação de neutrinos, determinou que a velocidade dos neutrinos que chegavam ao detector estava entre 0.999 976 c e 1.000 126 c, onde c é a velocidade da luz. O valor central está acima da velocidade da luz porém a incerteza experimental é muito grande. Isso chamou a atenção na época porém teve pouca repercussão na mídia. Havia um sentimento geral de que medidas mais precisas demonstrariam que os neutrinos viajariam com velocidade inferior à velocidade da luz, como requer a relatividade restrita. Novos resultados desse experimento são esperados para 2012.

Em 2011 a equipe do OPERA resolveu medir a velocidade dos neutrinos já que os indícios do MINOS indicavam a possibilidade de velocidades superiores à da luz. Como eles possuíam equipamentos melhores que o MINOS poderiam determinar a velocidade dos neutrinos com maior precisão. E assim fizeram. Em Setembro divulgaram seus resultados anunciando a existência de neutrinos super-luminais! O seminário de apresentação dos resultados foi realizado no CERN e transmitido pela internet para o mundo inteiro. É possível que tenha  sido o seminário de física com maior público até hoje. A notícia repercutiu imediatamente. Muitos jornais noticiaram que a relatividade restrita não era válida e que Einstein estava errado. A grande maioria dos físicos, porém, permaneceu cético, aguardando a confirmação dos resultados por outros grupos experimentais e uma revisão do equipamento e dados obtidos pelo OPERA. 

Em fevereiro de 2012, o OPERA anunciou duas possíveis fontes de erros: a conexão de um cabo do GPS estaria frouxa, e um dos relógios numa placa eletrônica estaria andando rápido demais. Finalmente em Março declararam num seminário que o cabo do GPS não estava rosqueado de forma apropriada durante o período em que os dados foram coletados e que isso causou um erro na determinação da velocidade dos neutrinos.  Ainda em março o experimento ICARUS, usando o mesmo feixe de neutrinos do OPERA, anunciou que a velocidade dos neutrinos era consistente com a relatividade restrita. Outros experimentos ainda em andamento vão confirmar os resultados do ICARUS. Para conhecer mais detalhes desta história recomendo o artigo do Matt Strassler, Opera What Went Wrong.

Qual o saldo de toda essa história? Aqueles que a acompanharam tiveram o privilégio de vivenciar como a ciência funciona! Apesar da relatividade restrita ser uma teoria fundamental da física moderna e de ter sido confirmada inúmeras vezes, e de não pairar qualquer dúvida sobre sua validade, ainda assim é necessário verificar se ela é correta! É necessário descobrir se existe um limite a partir do qual ela deixa de ser válida. É necessário verificar se ela é válida para todas as partículas elementares. Os cientistas tem que ser céticos até das coisas mais fundamentais! Só assim a ciência pode progredir e gerar as aplicações tecnológicas que todos nós desfrutamos hoje em dia.