A detecção de dimensões extras, além das quatro que nos são familiares, seria uma das mais avassaladoras e envolventes descobertas da história da física ( elucidarei melhor sobre dimensões extras e suas teorias abrangentes em um próximo post, tentarei arranjar mais tempo aqui para que as postagens não lhes tardem devidas informações =D). Agora, cientistas do laboratório do acelerador Nacional Fermi (Fermilab), em Batavia, Illinois, estão projetando um novo experimento que poderá investigar a fundo as pistas fascinantes de que dimensões extras realmente existem.
No ano passado pesquisadores envolvidos com o estudo MiniBoone (Booster Neutrino Oscillation Experiment ) do Fermilab, que detecta as elusivas partículas subatômicas conhecidas como neutrinos, anunciaram a descoberta de uma anomalia surpreendente. Mas antes elucidarei um pouco sobre os neutrinos. 
Os neutrinos não tem carga elétrica e muita pouca massa, se formam em reações nucleares e decaimentos de partículas. Eles se apresentam em três tipos, elétron-neutrino, o múon-neutrino e tau-neutrino ou mais intimamente gosto de chamá-los de a santíssima trindade =D. As reações de fusão solar podem produzir apenas elétrons-neutrinos. A maior parte da energia que pode ser criada no centro do Sol leva milhões de anos para alcançar a superfície solar e deixá-la na forma de luz. Os neutrinos-elétrons produzidos no interior solar mudam para outros sabores, antes de alcançar a Terra, isso explicaria o déficit observado nos últimos 30 anos. Se os neutrinos oscilam eles têm massa. Os neutrinos constituem 21% da densidade crítica para um universo plano. O elétron-neutrino é a superposição de um tipo 1 e 2 de neutrino com suas ondas em fase. As ondas do tipo 1 e 2 têm diferentes comprimentos, depois de percorrer uma certa distância, elas saem de fase e criam múon ou tau.
O Fermilab ao observar um feixe de neutrinos gerado por um de seus aceleradores, os pesquisadores do MiniBoone descobriram que um número inesperadamente elevado de partículas na região das baixas energias – menos de 475 milhões de elétrons-volts, tinham se transformado em neutrinos-elétron. Depois de um ano de análise, os cientistas não conseguiram encontrar um explicação convencional para o assim chamado excesso de baixa energia. O mistério dirigiu a atenção deles para uma hipótese intrigante e altamente não-convencional: um quarto tipo de neutrino pode estar entrando e saindo de dimensões extras!
Especialistas na teoria das cordas, que pretende unificar as leis da gravidade e da mecânica quântica, há muito tempo previram a existência de dimensões extras. Alguns físicos propuseram que quase todas as partículas no nosso Universo podem estar confinada a uma brana quadridimensional imersa em um fundo de de dez dimensões. Mas uma partícula hipotética, conhecida como neutrino estéril, que interage com outras partículas apenas através da gravidade, conseguira viajar para dentro e para fora da brana, pegando atalho nas outras dimensões. Foi previsto teoricamente que peregrinações de neutrinos estéreis aumentariam a probabilidade de oscilações de sabor em baixas energias – exatamente o resultado encontrado no MiniBoone dois anos depois. A equipe do MiniBoone empolgada com a perspectiva de descobrir novas leis da física, propuseram um outro experimento, batizado de MicroBooNe, capaz de testar a hipótese do neutrino estéril. O novo detector, um tanque criogênico preenchido com 170 toneladas de argônio líquido seria capaz de detectar partículas de baixa energia com muito mais precisão que seu predecessor.
Uma partícula resultante de uma interação com neutrinos iria inonizar os átomos de argônio ao longo da trajetória, induzindo correntes em redes de fiação nas bordas do tanque. Os cientistas poderiam então localizar a trajetória da partícula, distinguindo melhor entre interações resultantes de neutrinos- elétron e outros eventos, de maneira a determinar se realmente há excesso de oscilações em baixa energia.
Ano passado o comitê consultivo de física do laboratório aprovou a fase de planejamento do projeto; se tudo correr bem, o detector pode começar a operar já em 2011. Os pesquisadores esperam que o MiniBooNE leve ao desenvolvimento de detectores muito maiores, contendo centenas de milhares de toneladas de argônio líquido, em tanques do tamanho de estádios.
Esses equipamentos poderiam investigar outros fenômenos hipotéticos, como o extremamente raro decaimentos de prótons.
E se os neutrinos oscilam para outros tipos de neutrinos ou sabores os antineutrinos também oscilam ( o que é uma violação na carga paridade CP). Futuros experimentos de neutrinos podem sondar um dos maiores mistérios do Cosmos. Por que o universo é feito de matéria em vez de antimatéria?, mas isso já é uma estória para próximos posts.
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