Efeito Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein (efeito MSW) é um fenómeno da física de partículas no qual a presença de matéria modifica o comportamento da oscilação de neutrinos. O efeito ocorre devido às interações dos neutrinos com os eletrões presentes no meio atravessado, alterando as probabilidades de transformação entre os diferentes sabores de neutrinos.

O fenómeno foi inicialmente proposto por Lincoln Wolfenstein em 1978 e posteriormente desenvolvido por Stanislav Mikheyev e Alexei Smirnov em 1985, razão pela qual recebeu o nome de efeito Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein.

História

Durante as décadas de 1960 e 1970, diversas experiências destinadas à deteção de neutrinos provenientes do Sol observaram um número significativamente inferior ao previsto pelos modelos teóricos. Esse problema ficou conhecido como problema dos neutrinos solares.

Em 1978, Lincoln Wolfenstein demonstrou que a propagação de neutrinos através da matéria poderia alterar as oscilações entre os diferentes sabores. Alguns anos mais tarde, Stanislav Mikheyev e Alexei Smirnov demonstraram que esse mecanismo poderia ser amplificado em determinadas densidades da matéria, explicando o défice observado nos neutrinos solares.

Funcionamento

No vácuo, os neutrinos mudam espontaneamente de sabor devido ao fenómeno da oscilação de neutrinos.

Quando atravessam um meio material, como o interior do Sol, da Terra ou de uma supernova, os neutrinos interagem fracamente com os elétrons presentes na matéria. Essas interações alteram as massas efetivas e os parâmetros de mistura dos neutrinos, modificando a probabilidade de mudança de sabor.

Em determinadas condições de densidade eletrónica ocorre uma ressonância, aumentando significativamente a conversão entre diferentes sabores de neutrinos. Este fenómeno é conhecido como ressonância MSW.

Importância

O efeito MSW desempenha um papel fundamental na física moderna, sendo considerado um dos principais mecanismos responsáveis pela transformação dos neutrinos solares durante o seu percurso até à Terra.

A confirmação experimental deste fenómeno contribuiu para demonstrar que os neutrinos possuem massa, contrariando a formulação original do Modelo Padrão da física de partículas.

Aplicações

O efeito Mikheyev–Smirnov–Wolfenstein possui aplicações em diversos campos da física, incluindo:

estudo dos neutrinos solares; investigação de neutrinos atmosféricos; evolução de supernovas; física de partículas; astrofísica; cosmologia; experimentos de oscilação de neutrinos em longas distâncias.

Confirmação experimental

Diversos experimentos internacionais forneceram evidências da existência do efeito MSW, entre eles:

Super-Kamiokande; Sudbury Neutrino Observatory; Borexino; KamLAND.

As observações destes detectores permitiram confirmar que os neutrinos mudam de sabor durante a propagação e que a matéria desempenha um papel importante nesse processo.

Ver também

Neutrino Oscilação de neutrinos Modelo Padrão da física de partículas Super-Kamiokande Sudbury Neutrino Observatory Lincoln Wolfenstein Stanislav Mikheyev Alexei Smirnov

Referências

Categoria:Física de partículas Categoria:Neutrinos Categoria:Física nuclear Categoria:Astrofísica Categoria:Fenómenos físicos