A anomalia do gálio: um mistério que desafia a física há 35 anos; entenda

Você conhece a anomalia do gálio, que desafia a física? Esse metal prateado se derrete na palma da mão, é amplamente utilizado em experimentos educacionais e científicos devido a essa característica curiosa.

Sua transição de estado, que o torna “interessante” para demonstrações, ocorre por conta de sua baixa temperatura de fusão, cerca de 29,76 °C, pouco acima da temperatura ambiente.

No entanto, quando se trata de aplicações sérias, esse “metal pobre” exibe propriedades notáveis. Ele pode formar ligas com outros metais, como mercúrio e césio, resultando em pontos de fusão ainda mais baixos.

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O gálio tem uma presença significativa na eletrônica, sendo empregado na fabricação de semicondutores, LEDs e em várias pesquisas no campo da física e química.

Na física, um dos isótopos do gálio desempenha um papel importante no estudo de neutrinos solares.

Ele está relacionado a um fenômeno conhecido como “anomalia do gálio”, uma discrepância entre o número de neutrinos detectados em laboratório e os valores previstos pelo modelo padrão da física de partículas.

Neutrinos e anomalia do gálio

Os neutrinos são partículas intrigantes: eles não possuem carga elétrica e têm uma massa tão pequena que, por muitos anos, acreditava-se que fosse zero.

Existem em três tipos, conhecidos como “sabores” — neutrinos de elétron, de múon e de tau. Assim, devido à sua fraca interação com a matéria, os neutrinos podem atravessar grandes distâncias no universo, e centenas de trilhões deles passam por nossos corpos diariamente sem que percebamos.

Quando um átomo de gálio-71 interage com um neutrino de elétron, ocorre uma reação nuclear que transforma o átomo em germânio-71, liberando um elétron.

Diferente do gálio, o germânio-71 é um isótopo radioativo e instável, que se desintegra de volta em gálio-71 em cerca de 11,4 dias.

A parte positiva é que esse processo de decaimento pode ser monitorado. Os cientistas conseguem medir a quantidade de átomos de germânio-71 formados para calcular quantos neutrinos foram capturados inicialmente.

No entanto, surge um problema: a quantidade de germânio-71 detectada é menor do que o esperado, sugerindo que a captura de neutrinos também está ocorrendo em um número inferior ao previsto.

Um neutrino estéril explica?

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A anomalia do gálio foi identificada no Experimento Soviético-Americano de Gálio, realizado entre 1989 e 1999. Em 2001, outro experimento, chamado GALLEX, conduzido na Itália, também apontou um déficit na produção de germânio.

Mesmo o experimento BEST (Experimento Baksan sobre Transição Estéril), realizado em 2012, que expôs o gálio a cromo rico em neutrinos, registrou uma produção de germânio entre 20% e 24% abaixo do esperado.

O BEST buscava investigar a existência de um possível neutrino estéril, uma partícula que só interagiria pela gravidade. No entanto, não encontrou evidências que corroborassem a hipótese de que tal partícula teria uma massa equivalente a um quinhentos da massa de um elétron.

Em outras palavras, não descobriram nada, exceto a possibilidade de que, se os neutrinos estéreis existirem, eles provavelmente têm uma massa maior do que as pesquisas anteriores sugeriam.

Isso, entretanto, não significa que o neutrino estéril seja a solução para a anomalia do gálio. Ou seja, é como se os cientistas tivessem voltado para a etapa inicial.

Pode haver algum detalhe que os pesquisadores não perceberam, visto que se trata de uma pesquisa relativamente nova. Em comparação a outras análises, especialmente de materiais e anomalias, é um ramo ainda desconhecido.

Além disso, não existe uma explicação completamente nova que exija uma revisão das teorias da física. Isso limita os caminhos que os pesquisadores podem seguir em termos de identificação ou solução. Portanto, o mistério permanece sem solução.

Fonte: Tecmundo

Imagens: Wikimedia, Coisas Legais