O experimento OPERA, localizado no Laboratório Gran Sasso do Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear (INFN), foi projetado para provar conclusivamente que os neutrinos do múon podem se converter em neutrinos do tau, através de um processo chamado oscilação de neutrino, cuja descoberta foi premiada com o Prêmio Nobel de Física de 2015. Em um artigo publicado hoje na revista Cartas de revisão física , a colaboração do OPERA relata a observação de um total de dez eventos candidatos para uma conversão de múon em tau-neutrino, em quais são os resultados finais do experimento. Isso demonstra inequivocamente que os neutrinos do múon oscilam em neutrinos do tau em seu caminho do CERN, onde os neutrinos do múon foram produzidos, para o Laboratório Gran Sasso, a 730 km de distância, onde o OPERA detectou os dez candidatos a neutrino tau.

Hoje, a colaboração do OPERA também tornou seus dados públicos por meio do Portal de Dados Abertos do CERN. Ao liberar os dados para o domínio público, pesquisadores fora da Colaboração OPERA têm a oportunidade de conduzir novas pesquisas com eles. Os conjuntos de dados fornecidos vêm com informações de contexto valiosas para ajudar a interpretar os dados, também para uso educacional. Um visualizador permite que os usuários vejam os diferentes eventos e façam download deles. Este é o primeiro lançamento de dados não pertencentes ao LHC por meio do portal CERN Open Data, um serviço lançado em 2014.

Existem três tipos de neutrinos na natureza:elétron, neutrinos de múon e tau. Eles podem ser distinguidos pela propriedade que, ao interagir com a matéria, eles normalmente se convertem no leptão eletricamente carregado com seu nome:elétron, léptons muon e tau. São esses léptons que são vistos pelos detectores, como o detector OPERA, único em sua capacidade de observar todos os três. Experimentos realizados na virada do milênio mostraram que os neutrinos do múon, depois de viajar longas distâncias, criar menos múons do que o esperado, ao interagir com um detector. Isso sugeriu que os neutrinos do múon estavam oscilando em outros tipos de neutrinos. Como não houve mudança no número de elétrons detectados, os físicos sugeriram que os neutrinos do múon estavam oscilando principalmente em neutrinos do tau. Isso agora foi inequivocamente confirmado pela OPERA, através da observação direta de neutrinos tau aparecendo a centenas de quilômetros de distância da fonte de neutrinos do múon. O esclarecimento dos padrões de oscilação dos neutrinos lança luz sobre algumas das propriedades dessas partículas misteriosas, como sua massa.

A colaboração do OPERA observou o primeiro evento tau-lepton (evidência de oscilação muon-neutrino) em 2010, seguido por quatro eventos adicionais relatados entre 2012 e 2015, quando a descoberta da aparência do neutrino tau foi avaliada pela primeira vez. Graças a uma nova estratégia de análise aplicada à amostra de dados completa coletada entre 2008 e 2012 - o período de produção de neutrino - um total de 10 eventos candidatos foram identificados, com um nível de significância extremamente alto.

"Analisamos tudo com uma estratégia completamente nova, levando em consideração as características peculiares dos eventos, "disse o porta-voz Giovanni De Lellis para a colaboração do OPERA." Também relatamos a primeira observação direta do número do leptão neutrino tau, o parâmetro que discrimina neutrinos de sua contraparte de antimatéria, antineutrinos. É extremamente gratificante ver hoje que nossos resultados legados excedem em muito o nível de confiança que tínhamos previsto na proposta do experimento. "

Além da contribuição do experimento para uma melhor compreensão do comportamento dos neutrinos, o desenvolvimento de novas tecnologias também faz parte do legado do OPERA. A colaboração foi a primeira a desenvolver totalmente automatizada, tecnologias de leitura de alta velocidade com precisão submicrométrica, que foi pioneira no uso em larga escala dos chamados filmes de emulsão nuclear para registrar trilhas de partículas. A tecnologia de emulsão nuclear encontra aplicações em uma ampla gama de outras áreas científicas, desde a pesquisa de matéria escura até a investigação de vulcões e geleiras. Também é aplicado para otimizar a terapia com hadrões para o tratamento do câncer e foi recentemente usado para mapear o interior da Grande Pirâmide, um dos maiores e mais antigos monumentos da Terra, construído durante a dinastia do faraó Khufu, também conhecido como Quéops.