Melvin Schwartz
Melvin Schwartz (2 de novembro de 1932 – 28 de agosto de 2006) foi um físico norte-americano. Dele vem a ideia que transformou o neutrino em uma ferramenta: construir um feixe de neutrinos.
Por essa ideia e pelo experimento que dela decorreu recebeu em 1988, junto com Leon Lederman e Jack Steinberger, o Prêmio Nobel de Física.
A ideia de 1960
Até então tomavam-se os neutrinos onde eles fossem encontrados — do Sol ou de reatores nucleares. Ambas as fontes fornecem o que fornecem; energia e direção não podem ser escolhidas.
Schwartz, então na Columbia University, pensou ao contrário. Um acelerador de partículas produz píons. Os píons decaem e liberam nesse processo neutrinos. Se se coloca atrás do trecho de decaimento uma parede suficientemente espessa, tudo é retido — exceto os neutrinos. O que passa é um feixe direcionado de energia conhecida.
O pensamento lhe ocorreu, segundo seu próprio relato, durante uma discussão sobre a questão de como se poderia investigar a interação fraca em altas energias. A resposta era: com a única partícula que interage apenas fracamente.
Com isso o neutrino deixou de ser mero objeto de observação e passou a ser meio de investigação.
O experimento de 1962
A ideia foi executada no Alternating Gradient Synchrotron em Brookhaven.
A blindagem consistia em 13,5 metros de aço. O material vinha da couraça de um encouraçado desativado — uma solução ao mesmo tempo prática e barata, pois esse aço é livre da leve radioatividade que o aço moderno da era das armas nucleares traz consigo.
Como detector serviu uma câmara de faíscas de dez toneladas.
Depois de meses de operação havia 51 eventos analisáveis. Decisivo era o que não ocorria neles: todas as partículas produzidas eram múons, nenhuma sequer era um elétron.
Se houvesse apenas um tipo de neutrino, ambos teriam de aparecer com frequência aproximadamente igual. O achado provava, portanto, que o neutrino que surge junto com um múon é uma partícula diferente daquela do decaimento beta.
O neutrino do múon estava descoberto — e com ele fundada a concepção das famílias de partículas no modelo padrão.
O que resultou disso
O método sustenta até hoje toda a física de neutrinos com aceleradores. Do MINOS, passando pelo T2K e pelo OPERA, até o futuro DUNE, todos os experimentos com feixe trabalham segundo esse padrão: prótons sobre um alvo, focalizar os píons, deixá-los decair, blindar todo o resto.
Também a comunicação por neutrinos conseguida em 2012 no Fermilab baseia-se em um feixe desse tipo. O que em 1960 começou como um pensamento é hoje equipamento padrão.
O caminho incomum depois disso
Schwartz foi em 1966 para a Stanford University. No início dos anos 1970 deixou a pesquisa e fundou a Digital Pathways, uma empresa de segurança de dados.
Para um futuro laureado com o Nobel foi um passo notável. Ele o justificou dizendo que a tarefa o atraía — e dirigiu a empresa por quase vinte anos.
Em 1991 voltou à física e tornou-se diretor adjunto de física de altas energias no Brookhaven National Laboratory, ou seja, naquele mesmo lugar em que seu experimento havia ocorrido. Mais tarde lecionou novamente na Columbia University.
Avaliação
A contribuição de Schwartz mostra como uma ideia metodológica pode produzir mais efeito do que uma descoberta isolada. A pergunta «É possível produzir neutrinos de forma dirigida?» soa modesta. Sua resposta abriu um campo de pesquisa que cresce até hoje.
Termos relacionados
- Leon Lederman — seu companheiro de luta
- Jack Steinberger — o terceiro do grupo
- T2K e DUNE — experimentos com feixe de hoje
- Modelo padrão — as três famílias de neutrinos
Fontes
- G. Danby, J.-M. Gaillard, K. Goulianos, L. M. Lederman, N. Mistry, M. Schwartz, J. Steinberger: Observation of High-Energy Neutrino Reactions and the Existence of Two Kinds of Neutrinos, Physical Review Letters 9, 36 (1962).
- Fundação Nobel: Prêmio Nobel de Física 1988.