QUAL NEUTRINO É O MAIS PESADO? O JUNO PENDE PARA UM LADO

Os neutrinos são famosos por serem difíceis de capturar. A descoberta de que eles “oscilam” — mudam de tipo enquanto viajam — estabeleceu que têm massa. Existem três tipos (ou “sabores”) de neutrino, e cada um é uma mistura de três estados de massa. Os físicos mediram a distância entre essas massas. Ainda não sabem em que ordem elas vêm.

Restam duas opções. No ordenamento normal, o terceiro estado de massa é mais pesado que o primeiro; no ordenamento invertido, é mais leve. Experimentos com feixes de aceleradores e com neutrinos vindos da atmosfera investigam a questão pela maneira como a matéria deforma as oscilações, mas sua resposta fica emaranhada com outras incógnitas. O Observatório Subterrâneo de Neutrinos de Jiangmen (JUNO) ataca o problema de outro modo: pela oscilação pura, no vácuo, dos antineutrinos que saem de reatores nucleares.

Uma esfera gigante sob uma colina

O JUNO fica sob a colina Dashi, em Guangdong, na China, debaixo de 650 metros de rocha. Seu coração são 20.000 toneladas de cintilador líquido — um líquido que brilha quando uma partícula passa — dentro de uma esfera de acrílico vigiada por cerca de 17.600 sensores de luz grandes e 25.600 pequenos.

Os antineutrinos vêm dos oito núcleos de reatores das usinas nucleares de Yangjiang e Taishan, em média a 52,5 quilômetros de distância. Quando um deles atinge um próton, produz um pósitron e um nêutron. O clarão do pósitron dá a energia; a captura do nêutron um instante depois confirma o evento.

A essa distância, o espectro de energia traz uma onda lenta com ondulações rápidas por cima. As ondulações guardam o ordenamento das massas. Lê-las exige uma resolução em energia excepcional — cerca de 3,5% no centro do detector — e um conhecimento perfeito do espectro do reator antes de qualquer oscilação. Pela primeira vez, a equipe usou para isso um pequeno detector colocado bem ao lado de um núcleo de Taishan, o TAO.

Histograma dos eventos detectados em função da energia, com uma curva cinza muito mais alta para a previsão sem oscilação.

Espectro de energia dos 8.294 eventos: os dados (preto) ficam muito abaixo do que se veria sem oscilação (cinza). — Figura 3, Colaboração JUNO (2026), arXiv:2609.37895.

207 dias, 8.294 antineutrinos

A análise cobre 207,2 dias de dados, de 30 de agosto de 2025 a 18 de maio de 2026 — mais de três vezes a primeira análise do JUNO. Ela foi feita às cegas, e três grupos independentes a conduziram em paralelo, com resultados concordantes.

Os parâmetros “solares”, que comandam a onda lenta, chegam a 2,1% e 1,1% de precisão: as medidas mais precisas do mundo, agora melhoradas outra vez.
A grande diferença de massa, Δm²₃₁, é medida pelo JUNO pela primeira vez, com cerca de 1%: +2,509 × 10⁻³ eV² se o ordenamento for normal, −2,482 × 10⁻³ eV² se for invertido.

Com essa quantidade de dados, o JUNO sozinho ainda vê várias soluções possíveis para essa diferença; uma medida anterior do experimento Daya Bay escolhe a correta, e o JUNO fixa a precisão.

Um indício a favor do “normal”

Para pesar os dois ordenamentos, a equipe acrescentou os valores da diferença de massa medidos por experimentos com aceleradores. A tensão entre os resultados de reatores e de aceleradores é maior na hipótese invertida. Resultado: o ordenamento invertido é desfavorecido a 2,1 sigma (um valor-p de cerca de 2%), qualquer que seja o valor da fase CP, ainda desconhecida. Uma análise bayesiana independente dá chances de 10,18 para 1 a favor do ordenamento normal.

Dois painéis de histogramas vermelhos e azuis comparando os ordenamentos normal e invertido.

Em cima: o valor medido (linha tracejada) comparado a experimentos simulados para cada ordenamento. Embaixo: a análise bayesiana, com um fator de 10,18 a favor do ordenamento normal. — Figura 8, Colaboração JUNO (2026), arXiv:2609.37895.

A colaboração chama isso de “indício”, o primeiro do JUNO. Uma descoberta de verdade exige uma significância muito maior, e mais anos de dados. Pelo caminho, o detector também mediu o fluxo de geoneutrinos — antineutrinos vindos do urânio e do tório do interior da Terra — com o que os autores descrevem como a maior amostra de candidatos já reunida.

A Colaboração JUNO reúne 62 instituições, entre elas o Instituto de Física de Altas Energias de Pequim.