O fato de ser um metal prateado que derrete na palma da mão fez do gálio um dos elementos preferidos para demonstrações práticas em experimentos educacionais e científicos. A mudança de estado, que torna o elemento “divertido”, se dá pela sua baixa de temperatura de fusão, em torno de 29,76 °C, só um pouco acima da temperatura ambiente.
Mas, quando é para falar sério, o chamado “metal pobre” também apresenta algumas propriedades extraordinárias, como formar ligas com outros metais com pontos de fusão ainda mais baixos, como o mercúrio e o césio. O gálio é muito utilizado em eletrônica, na fabricação de semicondutores e LEDs e outras pesquisas no campo da física e da química.
Na física, em especial, um dos dois isótopos do elemento, usado no estudo de neutrinos solares, provoca um fenômeno conhecido como “anomalia do gálio”, que é, na verdade, uma discrepância observada nos laboratórios, entre a quantidade de neutrinos detectada e os valores esperados com base no modelo padrão da física de partículas.
O que acontece com os neutrinos na anomalia do gálio?
Neutrinos são partículas esquisitas: eles não têm carga elétrica, mas só uma massa tão pequena que foi teorizada como zero durante muitos anos. Conhecidos em três “sabores” (de elétrons, de múons e de taus), os neutrinos podem viajar por meio de distâncias intergalácticas devido à sua baixa interação com a matéria. Centenas de trilhões deles podem estar passando por nossos corpos sem que sequer notemos.
Quando um átomo do gálio-71 interage com um neutrino de elétron, ele causa uma reação nuclear que faz a partícula subatômica decair em germânio-71 e liberar um elétron. Mas, ao contrário do gálio, esse isótopo é radioativo e instável e acaba decaindo (desintegrando) de volta ao gálio-71, em 11,4 dias.
A boa notícia aqui é que esse decaimento pode ser medido, ou seja, os cientistas conseguem monitorar o número de átomos de germânio-71 formados, para saber quantos neutrinos foram inicialmente capturados. Mas é aí que surge o problema, pois, como há menos germânio-71 do que o esperado, parece que os neutrinos também estavam sendo capturados abaixo do previsto.
Um neutrino estéril explica a anomalia do gálio?
Equipamentos usados nos experimentos SAGE e BEST no Observatório de Neutrinos de Baksan.Fonte: Konstantin Malanchev/Divulgação
A anomalia do gálio foi detectada no chamado Experimento Soviético-Americano de Gálio, em 1989 que durou até 1999. Em 2001, outro experimento chamado GALLEX começou na Itália, indicando também um déficit na produção de germânio. Até mesmo um evento realizado em 2012, o BEST (Experimento Baksan sobre Transição Estéril), que submeteu o gálio ao cromo, rico em neutrinos, resultou em 20% a 24% menos germânio.
Pesquisando a existência de um possível neutrino estéril, que só interage através da gravidade, o BEST não conseguiu encontrar evidências que suportassem a hipótese de que essa hipotética partícula teria uma massa de um quinhentos da massa de um elétron. Ou seja, não descobriu nada, exceto se, se neutrinos estéreis, eles provavelmente terão uma massa maior do a sugerida pelas pesquisas anteriores.
Isso não significa nem mesmo que o neutrino estéril seja a solução para a anomalia do gálio. Pode haver algum detalhe adicional que passou batido pelos pesquisadores, ou uma explicação inédita que demande uma nova física. Seja o que for, o mistério continua.
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