Frederick Reines

Frederick Reines (16 de março de 1918 – 26 de agosto de 1998) foi um físico norte-americano e o homem que detectou o neutrino pela primeira vez. Por esse feito recebeu em 1995 o Prêmio Nobel de Física — 39 anos depois do experimento.

O caminho até a detecção

Reines trabalhou depois da Segunda Guerra Mundial em Los Alamos. Em 1951 tomou a decisão de dedicar-se a uma tarefa tida como insolúvel: a detecção experimental daquela partícula que Wolfgang Pauli havia proposto em 1930 e que praticamente não interage com a matéria.

Junto com Clyde Cowan elaborou um plano para isso. A primeira ideia era ousada até a temeridade: pretendia-se colocar o detector ao lado de uma explosão de arma nuclear, porque ali se libera por um instante um número enorme de antineutrinos.

O plano foi descartado — não por ser impossível, mas porque se encontrou um melhor. Um reator nuclear fornece antineutrinos de modo permanente, e a permanência permite subtrair cuidadosamente o fundo.

O experimento em Savannah River

Em 1956 Reines e Cowan montaram seu aparato no reator Savannah River, na Carolina do Sul. Usaram o decaimento beta inverso: um antineutrino atinge um próton e produz um nêutron e um pósitron.

O artifício estava na detecção. O pósitron aniquila-se imediatamente com um elétron e fornece dois quanta gama. O nêutron vagueia por alguns microssegundos até ser capturado por um núcleo de cádmio, que ao fazê-lo emite igualmente radiação gama. Dois lampejos com o intervalo de tempo correto — esse sinal duplo dificilmente podia ser confundido.

Em 14 de junho de 1956 os dois enviaram um telegrama a Wolfgang Pauli comunicando-lhe que sua partícula havia sido encontrada. Diz-se que Pauli celebrou a noite com amigos e uma caixa de champanhe.

Outros trabalhos

Reines permaneceu fiel ao tema. Em 1966 foi para a recém-fundada University of California, Irvine, e ali constituiu um grupo de pesquisa em física de neutrinos.

Seu segundo grande momento chegou em 1987. O detector IMB, que ele ajudara a construir, em uma mina de sal em Ohio, registrou em 23 de fevereiro oito neutrinos da supernova SN 1987A — simultaneamente com o Kamiokande no Japão. Nascia assim a astronomia de neutrinos.

O Prêmio Nobel de 1995

A Real Academia Sueca de Ciências distinguiu Reines em 1995 «pela detecção do neutrino». Ele dividiu o prêmio com Martin Perl, o descobridor do lépton tau.

Clyde Cowan havia morrido em 1974 e não pôde mais ser homenageado — o Prêmio Nobel não é concedido postumamente. Reines assinalava em toda oportunidade que o trabalho havia sido realizado em conjunto.

Avaliação

Entre a proposta de Pauli e a detecção de Reines passaram-se 26 anos. O próprio Pauli havia escrito que fizera algo terrível: postular uma partícula que não se poderia detectar.

O mérito de Reines é não ter aceitado essa avaliação. Ele assumiu uma tarefa tida como sem perspectiva e resolveu-a com paciência e um engenhoso padrão de sinal. Toda a física de neutrinos de hoje — do Super-Kamiokande ao JUNO — assenta sobre o terreno que ele preparou.

Termos relacionados

• Clyde Cowan — seu parceiro
• Experimento de Cowan e Reines — o ensaio em detalhe
• Wolfgang Pauli — o autor da ideia
• SN 1987A — sua segunda grande detecção

Fontes

• C. L. Cowan, F. Reines et al.: Detection of the Free Neutrino: A Confirmation, Science 124, 103 (1956).
• Fundação Nobel: Prêmio Nobel de Física 1995, motivação e biografia.