Cronologia da física de neutrinos
Noventa e cinco anos separam uma ideia desesperada lançada em uma carta da medição de precisão. Esta panorâmica reúne as etapas que formam o alicerce da neutrinovoltaica — e mostra o quanto este campo ainda é jovem: entre a primeira conjectura e a primeira detecção passaram-se vinte e seis anos; entre a previsão do espalhamento coerente e sua medição, quarenta e três.
Os fundamentos, de 1930 a 1956
| Ano | Etapa |
|---|---|
| 1930 | Wolfgang Pauli postula, em sua carta ao congresso de radioatividade de Tübingen — dirigida a «Caras senhoras e senhores radioativos» —, uma partícula neutra e que quase não interage, a fim de salvar o princípio da conservação da energia no decaimento beta. |
| 1934 | Enrico Fermi apresenta a primeira teoria quantitativa do decaimento beta e dá seu nome à partícula: neutrino, o pequeno neutro. |
| 1937 | Ettore Majorana mostra que um férmion neutro pode ser sua própria antipartícula — a questão permanece aberta até hoje. |
| 1956 | Clyde Cowan e Frederick Reines detectam o antineutrino no reator de Savannah River. Reines recebe por isso o Prêmio Nobel em 1995. |
Os anos das descobertas, de 1957 a 1998
| Ano | Etapa |
|---|---|
| 1957 | Bruno Pontecorvo propõe que os neutrinos poderiam transformar-se uns nos outros — a ideia da oscilação. |
| 1962 | Lederman, Schwartz e Steinberger mostram em Brookhaven que o neutrino muônico é uma partícula própria. Prêmio Nobel em 1988. |
| 1968 | Raymond Davis mede na mina de Homestake apenas cerca de um terço dos neutrinos solares esperados. Começa o problema dos neutrinos solares. |
| 1974 | D. Z. Freedman prevê o espalhamento elástico coerente neutrino-núcleo e escreve, ao mesmo tempo, que sua detecção será difícil. Ele viria a ter razão. |
| 1987 | A supernova SN 1987A fornece 24 eventos de neutrinos em treze segundos — três horas antes da luz visível. |
| 1989 | As medições no LEP do CERN mostram: existem exatamente três tipos leves de neutrinos. |
| 1998 | O Super-Kamiokande detecta a oscilação dos neutrinos atmosféricos. A primeira prova sólida de que os neutrinos têm massa. |
Os anos da oscilação, de 2001 a 2015
| Ano | Etapa |
|---|---|
| 2001 | O Sudbury Neutrino Observatory resolve o problema dos neutrinos solares: os neutrinos não faltam, eles mudaram de tipo. |
| 2002 | O KamLAND confirma isso com antineutrinos de reator e transforma assim uma interpretação em uma medição. |
| 2010 | O IceCube, no Polo Sul, entra em operação — um quilômetro cúbico de gelo como detector. |
| 2012 | O Daya Bay determina o terceiro ângulo de mistura θ₁₃ e abre assim a porta para a questão da violação CP. |
| 2015 | O Prêmio Nobel de Física vai para Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald. Com isso fica oficial: os neutrinos têm massa — e carregam momento. |
Os anos da precisão, desde 2015
| Ano | Etapa |
|---|---|
| 2015 | A Neutrino Deutschland GmbH deposita em 6 de março a primeira prioridade, da qual sairá mais tarde a patente WO2016142056A1. |
| 2016 | Em 15 de setembro é publicado o pedido de patente: uma folha de metal com um revestimento de grafeno e silício. |
| 2017 | A colaboração COHERENT mede o espalhamento coerente — 43 anos depois da previsão de Freedman, com 6,7 σ e um detector de 14,6 quilogramas. |
| 2020 | P. M. Thibado e colaboradores demonstram que o grafeno autossustentado gera, a partir de suas próprias vibrações, uma corrente mensurável. O Borexino mede os neutrinos CNO do Sol. |
| 2022 | O KATRIN empurra o limite de massa para abaixo de um elétron-volt. O COHERENT repete a medição com estatística nitidamente melhor. |
| 2024 | É publicada a equação mestra de Holger Thorsten Schubart — um arcabouço que reúne o espalhamento coerente, o fluxo de múons e as contribuições eletromagnéticas e térmicas em uma única expressão para a potência de saída. |
| 2025 | O KM3NeT observa um neutrino de 220 PeV, o mais energético já medido. A atualização do IceCube baixa o limiar de detecção para menos de 5 GeV. |
| 2026 | O JUNO, na China, inicia a operação de medição com 20 000 toneladas de cintilador líquido. |
O que ainda está por vir
Estas entradas estão previstas, não aconteceram:
| Ano | Projeto |
|---|---|
| 2027 | O Hyper-Kamiokande deve receber o primeiro feixe — 258 000 toneladas de água como detector. |
| 2030 | O DUNE deve fornecer os primeiros dados de neutrinos, ao longo de uma distância de 1 300 quilômetros. |
O que a cronologia mostra
Três coisas se destacam na leitura corrida.
Os intervalos encolhem. De Pauli a Cowan e Reines passaram-se 26 anos; de Freedman a COHERENT, 43. Entre o COHERENT e a medição em um segundo material nuclear passaram-se quatro. O campo ganhou velocidade.
As três âncoras da neutrinovoltaica estão muito próximas entre si. Em 2015, a prova da massa; em 2017, a prova da transferência de momento; em 2020, a prova da corrente a partir das vibrações do grafeno. As três dentro de cinco anos — as condições prévias para essa abordagem só estão completas há pouco tempo.
Previsão e medição distam muitas vezes décadas. Neste campo isso é normal e não constitui objeção alguma: Pauli esperou 26 anos; Freedman, 43; Pontecorvo, 41. Quem quer medir neutrinos precisa de paciência e de detectores cada vez melhores.
Termos relacionados
- Oscilação de neutrinos — o fenômeno por trás dos anos 1957 a 2015
- Prêmio Nobel de Física 2015 — a distinção por isso
- COHERENT — o experimento de 2017
- Espalhamento elástico coerente neutrino-núcleo — o processo previsto em 1974
- A equação mestra — a entrada de 2024
- Patente WO2016142056A1 — as entradas de 2015 e 2016
- Neutrinovoltaica — a abordagem em seu conjunto
Fontes
- Academia Real Sueca de Ciências: Scientific Background — Neutrino Oscillations (2015).
- D. Z. Freedman: Physical Review D 9, 1389 (1974).
- D. Akimov et al. (COHERENT): Science 357, 1123–1126 (2017); Physical Review Letters 129, 081801 (2022).
- P. M. Thibado et al.: Physical Review E 102, 042101 (2020).
- Colaboração KM3NeT: Nature 638 (2025).
- WIPO: WO 2016/142056 A1, publicada em 15 de setembro de 2016.
- Particle Data Group: Review of Particle Physics (2024).
- neutrino-research.com, Timeline of neutrino physics, acessado em 3 de setembro de 2026 — base para a datação da entrada de 2024.