Neutrinos

Os neutrinos são a segunda partícula mais abundante no universo. Além disso, essa partícula foi proposta teoricamente em 1932 e só foi observada experimentalmente em 1955.

Neutrinos são partículas muito menores que um átomo e que não possuem carga elétrica. Ou seja, eles fazem parte das partículas subatômicas. Além disso, eles são encontrados em abundância na natureza. Dessa forma, veja o que são, para que servem, sua importância e muito mais! Confira!

O que são neutrinos

Neutrinos são partículas subatômicas que não possuem carga elétrica. Além disso, eles interagem com outras partículas por meio da gravidade e da força nuclear fraca. Contudo, esse tipo de partícula subatômica é conhecido por possuir características extremas. Por exemplo, sua massa é centenas de vezes menor que a massa do elétron, é a segunda partícula mais abundante no universo e interage com a matéria de maneira extremamente sutil. Isto é, cada centímetro quadrado da superfície terrestre é atravessado por cerca de 65 milhões de neutrinos por segundo.

Origem

Grande parte dos neutrinos são produzidos por reações nucleares que acontecem no interior das estrelas. Por exemplo, a maioria dos neutrinos que atravessam a Terra foi produzida no interior do Sol. Contudo, essas partículas podem ter origem em reatores e explosões nucleares, decaimento radioativos e da interação dos raios cósmicos com as camadas superiores da atmosfera terrestre.

História

A previsão teórica do neutrino foi feita em 1930 pelo físico austríaco Wolfgang Pauli. Tal previsão tinha como intuito explicar o fato do espectro de energia da radiação beta ser contínua, e não com valores discretos. Isto é, não possuírem valores bem definidos. Dessa forma, a distribuição da energia no decaimento da radiação beta se diferencia das radiações alfa e gama. Visto que essas duas outras radiações possuem espectros com uma distribuição de energia com valores discretos.

A observação do espectro contínuo para a radiação beta aconteceu pela primeira vez em 1914. Dessa maneira, uma das explicações possíveis para o fenômeno era a de que deveria haver uma nova partícula: o neutrino.

Em 1932, o físico italiano Enrico Fermi determinou que tais partículas deveriam ser chamadas de neutrinos. Esse nome vem do termo italiano que significa “pequeno nêutron”. Contudo, como sua interação com a matéria é muito fraca, sua detecção é muito difícil. Dessa forma, sua observação experimental aconteceu apenas no ano de 1955. Isso só foi possível após o desenvolvimento e aperfeiçoamento dos reatores nucleares.

Para que servem os neutrinos

A detecção experimental dos neutrinos aconteceu há pouco mais de 60 anos. Por isso, seu uso ainda é limitado. Contudo, diversos cientistas têm usado esse tipo de partículas subatômicas para compreender melhor o interior dos átomos e estudar a teoria do Big Bang. Além disso, mesmo que de maneira embrionária, um grupo de cientistas no FermiLab, nos Estados Unidos, tenta desenvolver a comunicação por meio de feixes de neutrinos.

Importância dos neutrinos

Eles são a segunda partícula em maior abundância no universo. Apenas os fótons são mais numerosos. Dessa maneira, os neutrinos são importantes porque são produzidos por estrelas, explosões estelares ou raios cósmicos. Assim, conhecê-los auxilia na compreensão do funcionamento do universo.

5 curiosidades sobre os neutrinos

A física de partículas desperta curiosidade e instiga o imaginário. Além disso, elas são um prato cheio para roteiros de ficção científica. Contudo, a ciência não é um filme hollywoodiano. Dessa maneira, selecionamos cinco curiosidades científicas sobre os neutrinos. Veja:

  1. Apenas um terço dos neutrinos produzidos no Sol chegam à Terra.
  2. Cerca de 65 milhões dessas partículas atingem cada centímetro da Terra por segundo.
  3. Há uma corrente teórica que afirma que essas partículas podem viajar com velocidades iguais ou superiores à luz.
  4. Eles correspondem à quase 1% da energia solar
  5. É possível inferir o tamanho do núcleo de uma estrela com base na quantidade de neutrinos que ela emite.

Conhecer as partículas subatômicas é uma área completamente nova na Física. Por isso, algumas perguntas não possuem respostas. Da mesma forma, algumas respostas ainda não possuem perguntas. Assim, cabe aos cientistas do futuro explicarem o que acontece no mundo subatômico.

Vídeos sobre neutrinos

Selecionamos três vídeos sobre a partícula subatômica que menos interage com a matéria. Dessa maneira, você poderá aprofunda ainda mais seu conhecimento nessa área da Física contemporânea.

A partícula fantasma

Algumas partículas são estranhas. Por exemplo, sabemos que algumas delas existem, porém quase não conseguimos detectá-las. Dessa forma, como é possível observar um neutrino, que interage muito pouco com a matéria ao seu redor? Para explicar isso, Pedro Loos, do canal Ciência Todo Dia conta como ocorreu a detecção experimental da Partícula Fantasma.

Viagem no tempo e partículas subatômicas

Devido à dificuldade de detecção de algumas partículas, podem acontecer algumas situações interessantes. Por exemplo, quando algumas partículas subatômicas supostamente teriam voltado no tempo. Para compreender o que aconteceu em um desses casos, assista ao vídeo do canal Ciência em Si.

Partículas subatômicas

É comum alguém afirmar que a menor partícula do universo é o átomo. Contudo, essa afirmação não é verdadeira. Dessa forma, entenda melhor quais são as partículas subatômicas. Assim, no vídeo do canal Química com Kinha você compreenderá como um átomo pode deixar de ser estável.

A detecção experimental de qualquer partícula subatômica é complexa. Dessa forma, ela exige uma observação precisa. Por isso, cientistas do mundo todo usam um acelerador de partículas para detectá-las.

Referências

GRIFFITHS, D. Introduction to elementary particles.. New Jersey: John Wiley & Sons. 1897.
CARLOS, J. Para alguma coisa os neutrinos servem: transmissão de mensagens. Disponível em: https://www.blogs.unicamp.br/chivononpo/2012/03/16/para-alguma-coisa-os-neutrinos-servem-transmissao-de-mensagens/

Hugo Shigueo Tanaka
Por Hugo Shigueo Tanaka

Divulgador Científico e co-fundador do canal do YouTube Ciência em Si. Historiador da Ciência. Professor de Física e Matemática. Licenciado em Física pela Universidade Estadual de Maringá (UEM). Mestre em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM). Doutorando em Ensino de Ciências e Matemática (PCM-UEM).

Como referenciar este conteúdo

Tanaka, Hugo Shigueo. Neutrinos. Todo Estudo. Disponível em: https://www.todoestudo.com.br/fisica/neutrinos. Acesso em: 19 de June de 2021.

Exercícios resolvidos

1. [ESPM]

O átomo de Rutherford (1911) foi comparado ao sistema planetário:

Núcleo…………Sol

Eletrosfera…….Planeta

Eletrosfera é a região do átomo que:

a) contém as partículas de carga elétrica negativa.

b) contém as partículas de carga elétrica positiva.

c) contém nêutrons.

d) concentra praticamente toda a massa do átomo.

e) contém prótons e nêutrons.

Alternativa correta: A

Para Rutherford, as eletrosferas seriam regiões de grande volume dos elétrons, os quais orbitam no núcleo.

2. [UFU]

O átomo é a menor partícula que identifica um elemento químico. Ele possui duas partes, a saber: uma delas é o núcleo, constituído por prótons e nêutrons, e a outra é a região externa – a eletrosfera-, por onde circulam os elétrons. Alguns experimentos permitiram a descoberta das características das partículas constituintes do átomo.

Em relação a essas características, indique a alternativa correta.

a) prótons e elétrons possuem massas iguais e cargas elétricas de sinais opostos.

b) entre as partículas atômicas, os elétrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.

c) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm maior massa e ocupam maior volume no átomo.

d) entre as partículas atômicas, os prótons e os nêutrons têm mais massa, mas ocupam um volume muito pequeno em relação ao volume total do átomo.

Alternativa correta: D

Os prótons e nêutrons possuem uma massa maior do que o elétron. Contudo, seu volume é muito pequeno em relação ao volume total do átomo.

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