Mais Rápido que a Luz ?

Os neutrinos são os primeiros exemplos de partículas que viajam mais rápido do que a luz em um não meio.

A Teoria da Relatividade de Einstein está inequívoca – o mais rápido que um objeto no universo podia se mover era na velocidade da luz no vácuo, que alcança cerca de 299.792.458 metros por segundo. Viajar mais rápido que a velocidade da luz permitiria viagens rápidas para outros mundos e até mesmo a possibilitaria a viagem no tempo. Mas a teoria de Einstein de 1905 foi firme – objetos não podem viajar mais rápido que a velocidade da luz.

Erosão da Relatividade?
Nas últimas décadas, várias exceções à Teoria da Relatividade surgiram em experimentos. Por exemplo, os físicos descobriram que os fótons podem passar por certos meios a um ritmo mais rápido que a luz através de tunelamento quântico, e um outro estudo revelou que pulsos de som também podem ultrapassar os fótons em um meio.

Agora, pela primeira vez, partículas subatômicas viajaram mais rápido que a velocidade da luz. CERN, um laboratório de pesquisas nucleares da Europa, está trabalhando com neutrinos no seu experimento OPERA.

Os pesquisadores perceberam algo intrigante. O neutrino percoreu uma distância de 60 nanossegundos mais rápido que a luz, com margem de erro de 10 nanossegundos. A análise utilizou sistemas avançados de GPS e relógios atômicos para medir o tempo que os 15 mil neutrinos levaram para completar sua jornada.

As consequências do neutrino viajando mais rápido que a luz seriam absolutamente revolucionárias e muito profundas. É por isso que tal afirmação deve ser tratada com muito cuidado e validada de todas as maneiras possíveis.

De acordo com a relatividade, é preciso uma quantidade infinita de energia para fazer qualquer coisa ser mais rápida que a luz. Se existem coisas mais rápidas que a luz de fato, então a regra teria que ser reescrita.

A teoria quântica, teoria matemática sobre a qual grande parte dos resultados da física de partículas são baseados, evidencia que nada pode viajar mais rápido que a velocidade da luz em um vácuo. Para alguns físicos, é realmente uma proibição absoluta.

Física mais complicada
Proibição absoluta mesmo? Talvez não. As regras da física parecem à beira de ficar um pouco estranhas. Afinal, para a maioria dos profissionais da área, os resultados do CERN são bastante precisos.

Mas eles parecem em contradição direta com os experimentos japoneses de Kamiokande II, que mediu neutrinos emitidos a partir de uma supernova que fica a 168 mil anos-luz da Terra. As medições da estrela que explodiu indicam que os neutrinos viajam com uma parte de 100 milhões da velocidade da luz.

Isso é drasticamente diferente dos novos resultados – 2 mil vezes diferente, para ser mais preciso. Mas ambos os resultados poderiam ser corretos. Uma peculiaridade da teoria das cordas ou outras da teoria física avançada poderia conciliar as medições.

E o CERN não foge das críticas. Ele está publicando todos os seus dados na esperança de que outros físicos teóricos ajudem a verificar, ou refutar, a conclusão deslumbrante.

Uma indicação de que os resultados podem ser corretos, porém, vem de um laboratório de física nos EUA. Em seu experimento MINOS, pesquisadores têm enviado neutrinos em um experimento semelhante.

Em 2007, eles também pareciam ter observado uma viagem de neutrinos mais rápida que a luz, mas infelizmente o seu equipamento menor tornava impossível determinar se a medida era legítima ou meramente um desvio estatístico. Um dos objetivos do laboratório, agora, vai ser tentar verificar ou refutar esse resultado tanto quanto puderem.

Quão estranha é a Física?
É importante ter em mente que, enquanto esta parece ser uma violação macroscópica e substancial da Teoria da Relatividade, ela só se aplica em um cenário especial. De modo geral, a maioria dos objetos no universo ainda parecem se comportar como o esperado.

Em outras palavras, a educação da física básica não deve mudar muito ou ficar muito mais difícil com base em todas essas descobertas revolucionárias. No entanto, para pesquisadores de pós-graduação no campo da física, é melhor preparar-se para lidar com coisas muito mais estranhas.

A possibilidade de aproveitamento das viagens mais rápidas que a luz parece ser uma maravilhosa dor de cabeça. Muitos pesquisadores já estão sonhando com motores de naves mais rápidos do que a luz. Com estes equipamentos, o tempo vasto que levaria para viajar para as estrelas poderia ser drasticamente reduzido.

Algum embasamento rápido para o leigo em física: um neutrino é um pouco parecido com um elétron sem carga, embora possa aparecer de diversos tipos – neutrino do elétron, neutrino do múon e neutrino do tau. Eles são tipicamente produzidos em reações nucleares (incluindo no interior das estrelas) e quando raios de alta energia cósmica colidem com a matéria.

A cada segundo, 65 bilhões de neutrinos passam por cada centímetro quadrado perpendicular à direção do sol na região da Terra. Por essa razão, os pesquisadores costumam emitir seus neutrinos em uma direção aproximadamente perpendicular aos nêutrons solares, para que possam ser facilmente distinguidos e permitir uma calibração cuidadosa no detector.

Como outras partículas, de acordo com a Teoria da Simetria, neutrinos têm uma antipartícula conhecida como antineutrinos. No entanto, alguns acreditam que antineutrinos e neutrinos são o mesmo tipo de partícula (é difícil determinar já que eles não têm carga de distinção). Se isso for verdade, faria de neutrinos/antineutrinos o único exemplo conhecido.

Agora, se os neutrinos e antineutrinos não são idênticos, deve ser interessante ir em frente para ver se antineutrinos – produzidos a partir do decaimento e fissão nuclear, entre outras coisas – também podem viajar mais rápido que a luz. É de se esperar que sim, dado que sua única interação com a matéria é gravitacionalmente e através da força fraca, assim como acontece com neutrinos.

Mesmo ainda não comprovada, a nova descoberta deixa ânimos exaltados. E expectativas, muitas expectativas