A colaboração CMS no Large Hadron Collider (LHC) realizou um novo teste em um modelo que foi desenvolvido para explicar a pequena massa de neutrinos, partículas eletricamente neutras que mudam de tipo à medida que viajam pelo espaço.
No Modelo Padrão da física de partículas, as partículas que não podem ser decompostas em constituintes menores, como quarks e elétrons, ganham massa por meio de suas interações com um campo fundamental associado ao bóson de Higgs. Os neutrinos são a exceção aqui, no entanto, pois esse mecanismo de Higgs não pode explicar sua massa. Os físicos estão, portanto, investigando explicações alternativas para a massa de neutrinos.

Uma explicação teórica popular é um mecanismo que combina um neutrino leve conhecido com um neutrino pesado hipotético. Neste modelo, o neutrino mais pesado desempenha o papel de uma criança maior em uma gangorra, levantando o neutrino mais leve para dar-lhe uma pequena massa. Mas, para esse modelo de gangorra funcionar, os neutrinos precisariam ser partículas de Majorana, ou seja, suas próprias partículas de antimatéria.

Em seu estudo recente, a equipe do CMS testou o modelo gangorra procurando neutrinos de Majorana produzidos por meio de um processo específico, chamado fusão vetor-bóson, em dados de colisões de alta energia no LHC coletados pelo detector CMS entre 2016 e 2018. Se ocorressem, esses eventos de colisão resultariam em dois múons (versões mais pesadas do elétron) que tinham a mesma carga elétrica, dois "jatos" de partículas que tinham uma grande massa total e estavam bem distantes um do outro, e nenhum neutrino.

Depois de identificar e subtrair um fundo de eventos de colisão que parecem quase iguais aos eventos procurados, os pesquisadores do CMS não encontraram sinais de neutrinos de Majorana nos dados. No entanto, eles conseguiram estabelecer novos limites em um parâmetro do modelo gangorra que descreve a mistura quântica entre um neutrino leve conhecido e um neutrino pesado hipotético.

Os resultados incluem limites que superam os obtidos em pesquisas anteriores do LHC para um neutrino pesado de Majorana com uma massa maior que 650 bilhões de elétron-volts (GeV), e os primeiros limites diretos para um neutrino pesado de Majorana que tem uma massa maior que 2 trilhões de elétron-volts (TeV ) e até 25 TeV.

Com o LHC definido para voltar ao modo de colisão neste verão, após uma reinicialização bem-sucedida em 22 de abril, a equipe do CMS pode esperar coletar mais dados e experimentar a gangorra novamente. + Explorar mais

Procure por neutrinos estéreis:trata-se de uma curva na curva