Martin Perl
Martin Lewis Perl (24 de junho de 1927 – 30 de setembro de 2014) foi um físico norte-americano. Ele descobriu o lépton tau e abriu com isso a terceira família das partículas de matéria — à qual pertence também o neutrino do tau.
Em 1995 recebeu o Prêmio Nobel de Física, junto com Frederick Reines. A Academia honrou ambos por «contribuições experimentais pioneiras à física dos léptons».
De engenheiro a físico
Perl cresceu no Brooklyn, filho de imigrantes judeus. Estudou primeiro engenharia química e trabalhou alguns anos para a General Electric, onde, entre outras coisas, desenvolveu válvulas eletrônicas.
Só depois decidiu estudar física. Em 1955 doutorou-se na Columbia University — com Isidor Rabi, em um grupo de trabalho do qual saiu também Leon Lederman.
Em 1963 foi para o Stanford Linear Accelerator Center, onde permaneceu até o fim.
Os eventos peculiares
Em meados dos anos 1970 Perl investigava no anel de armazenamento SPEAR as colisões de elétrons e pósitrons.
Nesse trabalho chamaram-lhe a atenção eventos que não se encaixavam no quadro: da colisão saíam um elétron e um múon com carga oposta — e nada mais visível.
Tais eventos pareciam violar a conservação do número leptônico por família, pois um elétron e um múon pertencem a famílias diferentes.
A interpretação de Perl: surgem dois léptons pesados e de vida curta. Cada um decai por sua conta — um em um elétron, o outro em um múon —, e nesse processo são liberados neutrinos invisíveis que salvam o balanço.
Três anos de resistência
O meio especializado era cético, e isso por razões compreensíveis.
Um novo lépton não estava previsto; duas famílias pareciam bastar. E a assinatura — duas partículas carregadas e muita energia faltando — também podia ser explicada por processos conhecidos, por exemplo por decaimentos de partículas com quarks charm, que haviam sido descobertos pouco antes.
Entre os primeiros indícios de 1974 e o reconhecimento geral passaram-se cerca de três anos. Perl teve de defender sua análise repetidas vezes, determinar o fundo com mais precisão e mostrar que nenhuma explicação conhecida era suficiente.
A nova partícula recebeu o nome de tau, segundo a letra inicial grega de triton — «o terceiro».
Por que isso diz respeito à física de neutrinos
A cada lépton carregado corresponde um neutrino próprio. Com o lépton tau era, portanto, de esperar um terceiro.
Seguiram-se duas confirmações. No CERN mostrou-se em 1989, a partir da largura de decaimento do bóson Z, que existem exatamente três tipos leves de neutrino. E no ano 2000 o DONUT detectou diretamente o neutrino do tau no Fermilab.
Com isso a família de partículas estava completa — e lançada a base para a oscilação de neutrinos, que é descrita como transição entre exatamente esses três tipos e que encontra sua forma matemática na matriz PMNS.
Outros trabalhos
Perl continuou amigo das perguntas incômodas. Procurou por décadas quarks livres com carga fracionária de um terço — com um procedimento inspirado no famoso experimento da gota de óleo de Millikan.
Não encontrou nenhum. Ainda assim considerava a busca valiosa, porque um achado teria mudado tudo: quarks livres não ocorrem segundo a compreensão atual, e um único deles derrubaria a teoria da interação forte.
Ele empenhou-se além disso pelo apoio a jovens pesquisadores e falava abertamente sobre quanto tempo havia levado até que sua própria descoberta fosse aceita.
Avaliação
O caso de Perl mostra como o reconhecimento científico se dá de fato: não por um instante, mas pelo fornecimento persistente de provas, até que não reste mais nenhuma outra explicação.
O fato de terem passado 25 anos entre sua descoberta de 1975 e a detecção direta do neutrino correspondente diz ao mesmo tempo muito sobre a dificuldade desse campo de pesquisa.
Termos relacionados
- DONUT — a detecção direta do neutrino do tau
- Lépton — a família de partículas
- Frederick Reines — seu colaureado
- Matriz PMNS — os três tipos em conjunto
Fontes
- M. L. Perl et al.: Evidence for Anomalous Lepton Production in e⁺–e⁻ Annihilation, Physical Review Letters 35, 1489 (1975).
- Fundação Nobel: Prêmio Nobel de Física 1995, motivação e palestra Nobel.