Partículas correram a uma velocidade de 300.006 km/s. Se for comprovada, descoberta possibilita viagem no tempo.

O Universo não é uma rodovia, mas estabelece um limite de velocidade que nada nem ninguém consegue violar: o da luz. Nada, a não ser partículas "fantasmagóricas" cuja jornada pode ter revolucionado a física.

As partículas são chamadas de neutrinos e foram observadas "levando a multa" por excesso de velocidade no Laboratório Nacional Gran Sasso, na Itália.

Num experimento realizado por cientistas europeus, esses neutrinos foram lançados por três anos da Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (CERN), na fronteira entre a Suíça e a França, ao laboratório italiano, percorrendo uma distância de 732 km por baixo da terra.

Segundo a equipe do físico Antonio Ereditato, da Universidade de Berna, na Suíça, as partículas concluíram sua jornada 60 nanossegundos (bilionésimos de segundo) antes do que deveriam caso a velocidade da luz tivesse sido respeitada, viajando à velocidade de 300.006 km/s. "Ficamos chocados", disse Ereditato à revista Nature.

O anúncio foi feito esta quinta-feira (22/09/2011) por físicos do Centro Nacional de Pesquisa Científica francês (CNRS) e a pesquisa não está relacionada ao Grande Colisor de Hádrons (LHC).

Se o experimento estiver certo, cai por terra uma das ideias fundamentais do físico alemão Albert Einstein (1879-1955), responsável por consolidar a ideia de que nada no Cosmos seria capaz de viajar mais rápido do que a luz.

Multa  Einstein demonstrou, entre outras coisas, que o Universo cobra a multa por excesso de velocidade fazendo com que a massa (o que se chama popularmente de "peso") de um objeto pareça ficar cada vez maior conforme ele se aproxima da velocidade típica da luz no vácuo.

Isso faz com que se torne mais e mais difícil acelerar o objeto. Quando chega muito perto da velocidade-limite, fica tão "pesado" que a aceleração deixa de ocorrer e ele nunca se torna mais rápido que a luz.

Se os neutrinos realmente estão quebrando essa regra, será mais um item no arsenal de esquisitices dessas partículas. Eletricamente neutras (daí o nome), elas também são "fantasmagóricas" porque quase não interagem com a matéria. Mais de 60 bilhões deles, vindos do Sol, atravessam cada centímetro quadrado do seu corpo por segundo.

"Vários fenômenos estranhos, não previstos pelo Modelo Padrão [a versão mais aceita da física de partículas], têm sido observados com os neutrinos", lembra João dos Anjos, pesquisador do Centro Brasileiro de Pesquisas Físicas (CBPF) que estuda as partículas. Ele disse não conhecer o trabalho de Ereditato.

Por enquanto, a reação da comunidade científica é de cautela. Não é a primeira vez que neutrinos parecem romper a barreira teorizada por Albert Einstein, mas a coisa nunca foi confirmada.

E as observações consideradas o padrão-ouro da área, que envolveram o monitoramento dos neutrinos "cuspidos" por uma estrela que explodiu e foi vista da Terra em 1987, não são consistentes com a anomalia.

Ereditato e companhia, no entanto, dizem-se confiantes. Outros pesquisadores tentarão confirmar o fenômeno. As conclusões do experimento foram publicadas em http://arxiv.org/abs/1109.4897.

Sede do CERN (Foto: AP)

"Tentamos encontrar todas as explicações possíveis para esse fenômeno. Queríamos encontrar erros – erros triviais, erros mais complicados, efeitos indesejados – e não encontramos", disse Ereditato à BBC, ressaltando a cautela do grupo em relação às próprias conclusões.

"Quando você não encontra nada, conclui, ‘Bom, agora sou obrigado a disponibilizar e pedir à comunidade (científica internacional) que analise isto’."

"Dá uma sensação de que tem alguma coisa errada, que isso não pode estar acontecendo", disse James Gillies, porta-voz do CERN. Ele afirmou que os resultados surpreenderam tanto os pesquisadores da instituição que eles pediram que outros colegas verificassem suas medições antes de anunciar de fato a descoberta.

"Eles estão convidando a comunidade mundial da Física a examinar minuciosamente seu trabalho, e idealmente, conseguir que alguém repita os resultados", afirmou.

A equipe do acelerador de partículas do Fermilab, "concorrente" do CERN em Chicago, EUA, já se comprometeu a iniciar esse trabalho.

Além do Fermilab, nos Estados Unidos, outro centro de pesquisa que pode replicar a experiência é o T2K, no Japão, que no momento está desativado por conta do terremoto de 11 de março.

“É um choque,” disse o chefe do grupo de Física Teórica do Fermilab, Stephen Parke, que não fez parte da pesquisa na Suíça. “Vai nos causar um monte de problemas, isso é fato. Se é que é mesmo verdade”.

Parke diz que poderia haver algum tipo de "atalho cósmico" por uma outra dimensão que permita que os neutrinos sejam mais rápidos que a luz.

Já Alan Kostelecky, da Universidade de Indiana, EUA, afirma que algumas situações não são exatamente como Einstein as previu, e isso pode mudar o resultado. "Você nunca vai conseguir matar a teoria de Einstein. É impossível, ela funciona bem demais," afirmou. "Este caso só precisa ser melhor estudado".

Revolução  Jeff Forshaw, professor de física de partículas na Universidade de Manchester, Inglaterra, disse que, caso o resultado se confirme, seria possível, em teoria, "enviar informações para o passado." "Em outras palavras, a viagem no tempo para o passado se tornaria possível."

"Alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias, e esta é uma afirmação extraordinária", disse o cosmólogo e astrofísico Martin Rees à agência de notícias Reuters.

"É prematuro comentar sobre isso", disse Stephen Hawking, o físico mais renomado no mundo. "Outras experiências e esclarecimentos são necessários."

O professor Jenny Thomas, que trabalha com neutrinos no Fermilab, comentou que "o impacto dessa medida, se fosse correto, seria enorme."

O próprio diretor de pesquisas do CERN, Sergio Bertolucci, disse que, se os resultados forem confirmados – e pelo menos dois laboratórios separados devem começar a trabalhar sobre isso no futuro próximo –, isso "podem mudar nosso ponto de vista da física."

O alto nível de cautela é normal em ciência, onde qualquer coisa que pode ser uma descoberta revolucionária, especialmente uma guinada em uma teoria bem estabelecida, é, em princípio, sempre verificada e checada por outros pesquisadores.

Em um comentário emitido pelo CERN, Bertolucci ressaltou esse princípio. "Quando um experimento encontra um resultado aparentemente inacreditável e não pode encontrar o aparelho de medição para explicá-lo, é normal procurar um escrutínio mais amplo. É uma prática científica saudável", disse ele.

A descoberta abriria intrigantes possibilidades teóricas. "A velocidade da luz é um limite de velocidade cósmica e ela existe para proteger a lei de causa e efeito", disse o professor Forshaw.

"Se algo viaja mais rápido que o limite de velocidade cósmica, então torna-se possível enviar informações para o passado – em outras palavras, a viagem no tempo para o passado se tornaria possível. Isso não significa que estaremos construindo máquinas do tempo tão cedo – há um abismo bastante considerável entre um neutrino viajante do tempo e um ser humano viajante do tempo."

15 mil vezes  A equipe do CERN, trabalhando em um experimento chamado OPERA, bombeou neutrinos – usualmente chamados de partículas-fantasma porque passam através da matéria e de corpos humanos despercebidas – de CERN a Gran Sasso, no sul de Roma, percorrendo uma distância de 732 km.

Já se sabia que os neutrinos viajam a velocidades próximas da luz. Essas partículas existem em diversas variedades, e experimentos recentes observaram que são capazes de mudar de um tipo para outro.

No projeto de Ereditato, os cientistas preparam um único feixe de um tipo de neutrinos, de múon, e os envia do CERN, em Genebra, na Suíça, para o de Gran Sasso, na Itália, para observar quantos se transformam em outro tipo de neutrino, de tau.

Ao longo de três anos, e de 15 mil eventos envolvendo neutrinos, um detector enorme no centro italiano em grande profundidade sob uma montanha de pedra gravou o que Ereditato, descreveu como "surpreendentes" descobertas.

A medição foi repetida 15 mil vezes, alcançando um nível de significância estatística que, nos círculos científicos, pode ser classificada como uma descoberta formal.

Ele disse que sua equipe teve grande confiança que haviam medido corretamente e excluiu qualquer possibilidade de alguma influência externa afetando o resultado. "Meu sonho é que agora outros colegas descubram que estávamos certos", acrescentou.

"Não estamos afirmando nada, pedimos a ajuda da comunidade para entender esses resultados malucos – porque eles são malucos. As consequências podem ser muito sérias."

Entretanto, os cientistas entendem que erros sistemáticos, oriundos, por exemplo, das condições em que o experimento foi realizado ou da calibração dos instrumentos, poderia levar a uma falsa conclusão a respeito da superação da velocidade da luz.

Cientistas de fora do CERN mostraram ceticismo. "Rastrear neutrinos é muito difícil. Esse resultado tem que ser algum tipo de erro," disse Drew Baden, chefe do departamento de Física da Universidade de Maryland, EUA. "Até o resultado ser replicado por um segundo grupo, é um tapete voador", afirmou

Como as implicações do experimento são gigantescas, os cientistas passaram cerca de seis meses checando e rechecando seus resultados para garantir que não houve erros e falhas na experiência. "Não achamos nenhum erro que pudesse explicar este resultado", afirmou Erediato.

Técnicos do CERN verificam o experimento OPERA (Foto: AP)

Einstein  Na Teoria da Relatividade Especial de Einstein, que sustenta a visão atual de como o universo funciona, nada pode viajar mais rápido do que a luz – quase 300 mil km/s – porque sua massa se tornaria paradoxalmente infinita.

A teoria de Einstein foi testado milhares de vezes ao longo dos últimos 106 anos e só recentemente surgiram breves indícios de que o comportamento de algumas partículas elementares da matéria não pode se ajustar à teoria.

Esses indícios foram detectados no ano passado no MINOS, experimento com neutrinos do Fermilab, mas, ao contrário das descobertas do OPERA, não foram considerados dentro de uma margem normal de erro.

EM 2007, o Fermilab conseguiu resultados semelhantes ao da pesquisa do CERN, mas a margem de erro era tão grande que minimizou sua importância científica.

Thomas, do Fermilab, que provavelmente irá participar dos experimentos de MINOS para verificar as medições da CERN em Gran Sasso, disse que, se eles estiverem corretos, "seria a queda de tudo o que pensávamos que sabíamos sobre relatividade e a velocidade da luz."

"Só quando a poeira finalmente baixar que devemos ousar tirar conclusões firmes", disse o professor Forshaw. "É da natureza da ciência que, para cada nova e importante descoberta, haverá centenas de alarmes falsos."

Fantasmas Ereditato disse que o impacto potencial na ciência "é grande demais para tirar conclusões imediatas ou arriscar interpretações físicas." Também recusando a reivindicação de uma descoberta científica genuína, antes de outros pesquisadores a confirmarem, disse que o neutrino "ainda está nos surpreendendo com seus mistérios."

Blogueiros científicos na Internet disseram que a partícula pode estar escorregando para dentro e fora de dimensões, além das quatro conhecidas de comprimento, largura, profundidade e tempo, como previsto pela controversa "teoria das cordas" de como o cosmos funciona.

O neutrino é incrivelmente difícil de detectar, por mais que sua presença seja muito maior no universo do que quaisquer dos constituintes do átomo.

Esta partícula subatômica, que intriga os físicos desde os anos 1960, é de fato desprovida de carga elétrica e pode atravessar objetos sem interagir com ele.

A cada segundo, 66 bilhões destas partículas fantasmas atravessam o equivalente a uma unha humana.

Liberados pelas estrelas e a atmosfera, os neutrinos podem, assim, ser gerados pela radioatividade beta, como a das centrais nucleares. Quando um próton se transforma em nêutron (eletricamente neutro) ou um nêutron em próton, esta mutação é acompanhada da emissão de um elétron negativo ou positivo ou de um neutrino (ou de um "antineutrino").

O comportamento destas partículas imperceptíveis interessa muito os cientistas porque permitiria particularmente explicar porque o mundo é majoritariamente constituído de matéria e não de antimatéria, enquanto que os dois deveriam estar presentes em quantidades equivalentes depois do Big Bang.

A observação das "oscilações" dos neutrinos, que às vezes se transformam e dão origem a outras formas, também é relevante para a Física, pois para oscilar, estas partículas deveriam ter uma massa, ou o "modelo padrão" utilizado para explicar o comportamento das partículas fundamentais implica que elas seriam desprovidas de massa.

No entanto, a existência de sua massa, certamente ínfima, foi estabelecida com certeza em 1998, após trinta anos de pesquisas.

"A existência de um modelo que pudesse explicar porque o neutrino é tão pequeno, sem se dissipar, teria profundas implicações na compreensão do nosso universo: como ele era, como evoluiu, e como eventualmente, morrerá", disse Ereditato.

 

Leia mais

"Tempo perdido? – Parte 2: Física", 16/09/2011

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