Bilhões dessas partículas atravessam nosso corpo a cada segundo. Quase impossíveis de detectar, os neutrinos estão ajudando os cientistas a compreender o Sol, as estrelas e alguns dos maiores mistérios da física.
1. O que são neutrinos?
Existem três tipos de neutrinos — eletrônico, muônico e tauônico
Enquanto você lê estas palavras, trilhões de partículas atravessam seu corpo sem que você perceba. Elas atravessam paredes, oceanos e até o interior da Terra. São os neutrinos, partículas quase invisíveis que estão ajudando a revelar alguns dos maiores mistérios do Universo.
Essas partículas elementares não possuem carga elétrica, têm massa extremamente pequena e interagem muito raramente com a matéria. Isso significa que podem atravessar enormes quantidades de material sem sofrer qualquer alteração perceptível.
É por esse comportamento que receberam o apelido de partículas fantasmas.
Os neutrinos pertencem à família dos léptons, a mesma do elétron, e existem em três tipos, conhecidos como sabores: eletrônico, muônico e tauônico.
Apesar de praticamente invisíveis, eles estão entre as partículas mais abundantes do Universo e representam uma ferramenta importante para investigar processos físicos que não podemos observar diretamente.
Referência: CERN — Neutrino
2. De onde vêm essas partículas?
Uma das principais fontes de neutrinos que chegam à Terra é o Sol.
No interior da nossa estrela, reações nucleares transformam hidrogênio em hélio, liberando energia e produzindo neutrinos que escapam de seu núcleo.
Enquanto a energia produzida no interior solar pode levar milhares de anos para alcançar a superfície na forma de radiação, os neutrinos conseguem escapar praticamente sem obstáculos.
Eles também são produzidos na atmosfera terrestre, em processos radioativos, em reatores nucleares e em alguns dos fenômenos mais energéticos do cosmos, como explosões de supernovas.
Isso torna os neutrinos especialmente valiosos: eles podem transportar informações diretamente de ambientes inacessíveis aos telescópios convencionais.
Ao estudá-los, os cientistas conseguem investigar tanto o funcionamento do Sol quanto acontecimentos que ocorreram a milhões ou bilhões de anos-luz de distância.
Referência: Departamento de Energia dos Estados Unidos — Neutrinos
3. Como detectar uma partícula que atravessa quase tudo?
Interior do detector Super-Kamiokande, no Japão, equipado com milhares de sensores de luz para detectar neutrinos.
Se os neutrinos raramente interagem com a matéria, como podemos encontrá-los?
A resposta envolve detectores gigantescos, construídos em locais protegidos de interferências externas.
No Japão, o observatório Super-Kamiokande utiliza aproximadamente 50 mil toneladas de água ultrapura, cercadas por milhares de sensores extremamente sensíveis à luz.
Quando um neutrino ocasionalmente interage com a água, pode produzir partículas carregadas que emitem uma fraca luz conhecida como radiação Cherenkov.
Os sensores registram esses sinais, permitindo aos pesquisadores estudar as características do neutrino que provocou a interação.
Outro exemplo é o IceCube, instalado no gelo da Antártida.
O observatório utiliza 5.160 sensores ópticos distribuídos entre aproximadamente 1.450 e 2.450 metros de profundidade, ocupando um volume de cerca de um quilômetro cúbico de gelo.
Essa estrutura gigantesca é necessária porque apenas uma pequena parcela dos neutrinos que atravessam o detector produz sinais observáveis.
Em setembro de 2017, o IceCube registrou um neutrino de altíssima energia cuja direção coincidia com a de uma galáxia ativa distante, conhecida como TXS 0506+056.
A observação, combinada com dados de telescópios que detectaram radiação gama, forneceu evidências importantes de que objetos desse tipo podem produzir neutrinos extremamente energéticos.
O episódio representou um marco para a astronomia de múltiplos mensageiros, que combina diferentes sinais cósmicos para investigar um mesmo fenômeno.
Referências:
- NASA — Super-Kamiokande e a detecção de neutrinos
- IceCube — Como funciona o detector
- NASA — A origem de um neutrino cósmico de alta energia
4. A descoberta que mudou a física
Ilustração dos três tipos de neutrinos e suas oscilações.
Durante décadas, o Modelo Padrão da física de partículas foi formulado considerando os neutrinos como partículas sem massa.
Entretanto, observações realizadas no Japão e no Canadá revelaram um comportamento inesperado: os neutrinos podem mudar de tipo enquanto viajam.
Esse fenômeno recebeu o nome de oscilação de neutrinos.
Em 1998, pesquisadores do Super-Kamiokande apresentaram evidências decisivas dessas oscilações ao estudar neutrinos produzidos na atmosfera terrestre.
Posteriormente, o Observatório de Neutrinos de Sudbury, no Canadá, demonstrou que neutrinos provenientes do Sol também mudavam de tipo durante sua trajetória.
A descoberta resolveu um antigo mistério: por que os experimentos detectavam menos neutrinos solares eletrônicos do que os modelos previam?
Eles não estavam simplesmente desaparecendo. Parte deles estava chegando à Terra em outros tipos.
A descoberta demonstrou que pelo menos dois estados de massa dos neutrinos são diferentes, estabelecendo que essas partículas não podem ser todas desprovidas de massa.
Isso contrariou a formulação original do Modelo Padrão e revelou que nossa compreensão das partículas fundamentais ainda estava incompleta.
A importância dessa descoberta foi reconhecida com o Prêmio Nobel de Física de 2015, concedido a Takaaki Kajita e Arthur B. McDonald.
Referência: Fundação Nobel — Prêmio Nobel de Física de 2015
5. O que os neutrinos ainda podem revelar?
Experimento DUNE, desenvolvido para estudar as propriedades dos neutrinos.
Apesar de décadas de pesquisa, algumas propriedades fundamentais dos neutrinos permanecem desconhecidas.
Os cientistas ainda investigam a escala exata de suas massas, como elas se organizam e se neutrinos e antineutrinos apresentam diferenças capazes de ajudar a explicar um dos grandes enigmas da cosmologia.
Segundo os modelos atuais, o Universo primitivo deveria ter produzido matéria e antimatéria em quantidades muito semelhantes.
Entretanto, o Universo observável é dominado pela matéria.
Uma das hipóteses investigadas é que propriedades relacionadas aos neutrinos possam ter contribuído, em determinadas condições do Universo primordial, para essa diferença.
Isso ainda não foi demonstrado. Os experimentos buscam pistas que permitam avaliar essas possibilidades.
A pesquisa também pode revelar novos aspectos da física que ultrapassam a formulação original do Modelo Padrão.
Embora quase nunca interajam com a matéria, os neutrinos já transformaram profundamente nossa compreensão do Universo.
E talvez seja justamente aquilo que ainda desconhecemos sobre essas partículas que conduza a algumas das próximas grandes descobertas da ciência.
Referência: CERN Courier — O mistério da massa dos neutrinos
Nota editorial
Este artigo apresenta resultados científicos consolidados e questões ainda em investigação até outubro de 2026. A existência de massa e das oscilações dos neutrinos é demonstrada experimentalmente. Já sua possível relação com a predominância de matéria sobre antimatéria permanece uma hipótese científica em estudo.
Divisão 7 — Ciência além do horizonte.
Per Vitam, Ad Astra.