Jack Steinberger
Jack Steinberger (25 de maio de 1921 – 12 de dezembro de 2020) foi um físico germano-americano. Ele foi um dos três descobridores do neutrino do múon e recebeu por isso em 1988 o Prêmio Nobel de Física.
Sua carreira abrange quase toda a era da física de partículas — dos primeiros aceleradores dos anos 1940 até o Large Electron-Positron Collider no CERN.
Fuga e formação
Steinberger nasceu como Hans Jakob Steinberger na cidade franconiana de Bad Kissingen, onde seu pai era cantor da comunidade judaica.
Em 1934 os pais enviaram a ele e a seu irmão para os Estados Unidos por meio de um programa de ajuda a crianças judias. Uma família em Chicago o acolheu e possibilitou-lhe a escola. Os pais puderam segui-lo mais tarde.
Ele estudou primeiro química, trabalhou nesse meio-tempo como químico em uma empresa farmacêutica e só depois passou para a física. Em 1948 doutorou-se na University of Chicago com Enrico Fermi.
Sua tese de doutorado já tinha a ver com neutrinos: ele mostrou que no decaimento do múon surgem duas partículas neutras e não uma — um indício precoce de que o mundo dos neutrinos é mais complicado do que parecia.
O experimento de 1962
Na Columbia University, Steinberger fazia parte do trio que construiu o primeiro feixe de neutrinos e demonstrou com ele que existe mais de um tipo de neutrino. A montagem está descrita na página sobre Melvin Schwartz.
A contribuição de Steinberger estava sobretudo na análise: em deduzir com segurança, a partir de 51 eventos, que a ausência de elétrons não era acaso. Com números tão pequenos, é o cuidado estatístico que decide se um achado se sustenta — e esse cuidado foi sua marca a vida inteira.
CERN
Em 1968 Steinberger foi para o CERN, em Genebra, e ali permaneceu pelo resto de sua carreira. Dirigiu o experimento CDHS, que mediu com feixes de neutrinos a estrutura interna do próton e verificou a teoria da interação forte.
Seu último grande empreendimento foi o ALEPH, um dos quatro detectores do Large Electron-Positron Collider.
O número três
Ali se conseguiu, a partir de 1989, uma medição de importância fundamental.
Um bóson Z pode decair em diferentes pares de partículas, entre eles em um neutrino e sua antipartícula. Tais decaimentos não são vistos — mas encurtam o tempo de vida do Z e alargam com isso sua curva de ressonância.
Da largura medida podia-se, portanto, ler quantos tipos leves de neutrino existem ao todo.
A resposta foi: três. Não dois, não quatro — exatamente três. Com isso o número de famílias de partículas deixou de ser uma suposição e passou a ser um valor medido.
Notável é o modo da medição. Conta-se algo que não se vê observando com que rapidez outra coisa decai. A questão dos neutrinos estéreis permanece intocada por isso, porque eles não se acoplariam ao bóson Z.
Postura e velhice
Steinberger manifestou-se regularmente na velhice sobre questões climáticas e sobre a responsabilidade da ciência. Assinou apelos pelo desarmamento e pela proteção do clima e esteve presente no CERN até depois dos noventa anos.
Morreu em 2020, aos 99 anos, em Genebra — como um dos últimos que ainda haviam conhecido Fermi pessoalmente.
Avaliação
Os trabalhos de Steinberger traçam uma linha através da física de neutrinos: do conhecimento de que no decaimento do múon surgem duas partículas neutras, passando pela detecção do segundo tipo de neutrino, até a constatação de que existem exatamente três.
Com isso estava montado o palco em que a oscilação de neutrinos pôde ser descoberta mais tarde. Sem a certeza sobre o número de tipos, a matriz PMNS teria permanecido uma suposição.
Termos relacionados
- Melvin Schwartz e Leon Lederman
- Bósons W e Z — a medição do número de famílias
- Enrico Fermi — seu orientador de doutorado
- Neutrinos estéreis
Fontes
- G. Danby et al.: Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos, Physical Review Letters 9, 36 (1962).
- Colaboração ALEPH: Determination of the Number of Light Neutrino Species, Physics Letters B 231, 519 (1989).