p Os pesquisadores da UTA estão liderando uma equipe internacional de desenvolvimento de um novo dispositivo que pode permitir aos físicos dar o próximo passo em direção a uma maior compreensão do neutrino, uma partícula subatômica que pode oferecer uma resposta ao mistério remanescente do desequilíbrio matéria-antimatéria do universo. p A física nos diz que a matéria é criada lado a lado com a antimatéria. Mas se matéria e antimatéria são produzidas igualmente, então, toda a matéria criada no universo inicial deveria ter sido cancelada por quantidades iguais de antimatéria, eliminando a própria existência instantaneamente. E não existiríamos.

p Para explicar essa assimetria, alguns físicos de partículas afirmam que a minúscula partícula subatômica, o neutrino, e sua partícula de antimatéria, o antineutrino, são na verdade a mesma partícula. Isso pode explicar o excesso geral de matéria no universo como um todo - e por que estamos aqui.

p Os pesquisadores da UTA estão agora tirando proveito de uma técnica bioquímica que usa fluorescência para detectar íons e identificar o produto de um decaimento radioativo chamado decaimento beta duplo sem neutrinos, que demonstraria que o neutrino é sua própria antipartícula.

p A decadência radioativa é a quebra de um núcleo atômico liberando energia e matéria do núcleo. O decaimento beta duplo comum é um modo incomum de radioatividade em que um núcleo emite dois elétrons e dois antineutrinos ao mesmo tempo. Contudo, se neutrinos e antineutrinos são idênticos, então os dois antineutrinos podem, na prática, cancelam um ao outro, resultando em uma decadência sem neutrinos, com toda a energia dada aos dois elétrons.

p Para encontrar este decaimento beta duplo sem neutrinos, os cientistas estão observando um evento muito raro que ocorre cerca de uma vez por ano, quando um átomo de xenônio decai e se converte em bário. Se um decaimento beta duplo sem neutrinos ocorreu, você esperaria encontrar um íon de bário em coincidência com dois elétrons da energia total correta. O novo detector proposto pelos pesquisadores da UTA permitiria precisamente a identificação desse único íon de bário que acompanha pares de elétrons criados em grandes quantidades de gás xenônio.

p "Se observarmos pelo menos um desses eventos, seria uma descoberta profunda na física de partículas, a par com a descoberta do bóson de Higgs, "disse Ben Jones, Professor assistente de física da UTA, que está liderando esta pesquisa para o ramo americano do Neutrino Experiment with Xenon TPC - Time Projection Chamber ou programa NEXT, que procura por decaimento beta duplo sem neutrinos. Outros pesquisadores da UTA também colaboraram no experimento ATLAS, que levou à descoberta do bóson de Higgs, ganhadora do Prêmio Nobel, em 2012.

p Os pesquisadores, que publicou sua descoberta na segunda-feira em Cartas de revisão física , demonstraram a eficácia de sua técnica em pequena escala e agora planejam usar o dispositivo em um detector de grande escala, que eles imaginam como uma câmara contendo uma tonelada de alta pressão, gás xenônio purificado.

p David Nygren, Professor ilustre presidencial de Física da UTA e membro da Academia Nacional de Ciências, teve a ideia de observar a fluorescência quando percebeu como os neurocientistas usam a técnica para observar os íons de cálcio que saltam de neurônio em neurônio no cérebro.

p "Percebi que o cálcio e o bário não são tão diferentes, então, talvez pudéssemos usar a mesma técnica para pesquisar decaimento beta duplo sem neutrinos, "Nygren disse.

p As primeiras pesquisas com o estudante de graduação da UTA, Austin McDonald, identificaram um composto químico chamado FLUO-3, que não só funciona com íons de cálcio, mas também é sensível ao bário. De lá, a equipe desenvolveu um dispositivo que poderia revelar íons de bário em um grande volume de xenônio gasoso, o que foi comprovado no artigo publicado.

p "A beleza desta pesquisa é que ela reúne físicos e químicos na geração de novas soluções criativas para permitir descobertas em física fundamental, "disse o presidente de física da UTA, Alex Weiss." Este trabalho demonstra claramente a capacidade dos alunos e professores da UTA de liderar os projetos internacionais de física e representa um exemplo importante da pesquisa de nível mundial possibilitada pelo foco da UTA na descoberta baseada em dados. "