Cientistas chegam mais perto de resolver o mistério da antimatéria
Cientistas alcançaram recentemente uma descoberta significativa sobre a antimatéria, uma substância enigmática que era abundante nas fases iniciais do Universo.
A antimatéria é diametralmente oposta à matéria, que constitui as estrelas e os planetas.
Ambas foram geradas em quantidades iguais durante o Big Bang, que marcou o nascimento do nosso Universo. No entanto, enquanto a matéria é ubíqua nos dias de hoje, a antimatéria tornou-se excecionalmente desafiadora de detetar.
A pesquisa mais recente revelou que tanto a matéria quanto a antimatéria reagem às forças gravitacionais da mesma maneira.
Há anos, os físicos vêm pesquisando com afinco as distinções e semelhanças entre essas duas entidades em sua busca por compreender as origens do Universo.
A descoberta de que a antimatéria se comporta caindo em resposta à gravidade, em vez de subir, poderia ter potencialmente despedaçado nossa compreensão da física fundamental. No entanto, essa descoberta agora foi solidificada, confirmando que os átomos de antimatéria descem sob a influência da gravidade. Em vez de um beco sem saída, isso abre a porta para novos experimentos e teorias. Por exemplo, a antimatéria cai com a mesma velocidade que a matéria comum?
Durante o Big Bang, era esperado que a matéria e a antimatéria se aniquilassem mutuamente, deixando para trás apenas energia radiante. A falha dessa aniquilação prevista continua sendo um enigma profundo no campo da física, e discernir as diferenças entre matéria e antimatéria é a chave para resolver esse quebra-cabeça.
A reação da antimatéria à gravidade pode conter pistas vitais, como sugerido pela Dra. Danielle Hodgkinson, membro da equipe de pesquisa no CERN, na Suíça, o maior laboratório de física de partículas do mundo. Ela explicou: “Não entendemos como o nosso Universo se tornou dominado pela matéria, e esse mistério alimenta nossos experimentos.”
A maior parte da antimatéria existe apenas por breves momentos no Universo, durando apenas frações de segundo. Portanto, para conduzir experimentos, a equipe do CERN precisou criar formas estáveis e duradouras de antimatéria.
Ao longo de três décadas, o Prof. Jeffrey Hangst estabeleceu meticulosamente uma instalação para a construção minuciosa de milhares de átomos de antimatéria a partir de partículas subatômicas. Esses átomos são então aprisionados e subsequentemente liberados para avaliar seu comportamento.
O Prof. Hangst expressou sua fascinação pela antimatéria, afirmando: “A antimatéria é simplesmente a coisa mais legal e misteriosa que se pode imaginar.” Ele ainda propôs que, até onde o conhecimento atual vai, seria possível construir um universo inteiro semelhante ao nosso usando antimatéria, incluindo seres compostos inteiramente de antimatéria.
Agora, vamos nos aprofundar nos fundamentos da antimatéria:
A matéria constitui tudo em nosso mundo, composta por entidades minúsculas conhecidas como átomos.
O átomo mais simples, o hidrogênio, que forma a maioria do Sol, apresenta um próton carregado positivamente em seu núcleo, orbitado por um elétron carregado negativamente.
A antimatéria, por outro lado, inverte essas cargas elétricas.
O antihidrogênio, a contraparte da antimatéria do hidrogênio utilizada nos experimentos do CERN, possui um próton carregado negativamente (antipróton) em seu núcleo e uma versão positiva do elétron (pósitron) orbitando-o.
Esses antiprótons são gerados por colisões de partículas nos aceleradores do CERN e chegam ao laboratório de antimatéria em velocidades próximas à da luz, tornando-os extremamente difíceis de controlar.
Para gerenciar sua velocidade, os pesquisadores primeiro os enviam em um anel para dissipar sua energia, reduzindo sua velocidade para um nível gerenciável.
Posteriormente, os antiprótons e os pósitrons são direcionados para um ímã gigante, onde se combinam para formar milhares de átomos de antihidrogênio.
O campo magnético serve como um mecanismo de contenção para o antihidrogênio, pois o contato com nosso mundo material causaria sua aniquilação instantânea, dada a instabilidade intrínseca da antimatéria.
Ao desligar o campo magnético, os átomos de antihidrogênio são liberados, e sensores monitoram se eles se movem para cima ou para baixo.
Embora alguns teóricos tenham postulado que a antimatéria poderia se mover para cima sob a influência da gravidade, o consenso predominante, incluindo a Teoria Geral da Relatividade de Albert Einstein, há muito tempo sugeria que a antimatéria responderia à gravidade da mesma forma que a matéria comum, caindo para baixo.
Os pesquisadores do CERN agora forneceram a confirmação mais certa até o momento de que as previsões de Einstein estavam de fato corretas.
No entanto, a observação de que a antimatéria não desafia a gravidade ao subir não significa necessariamente que ela cai à mesma velocidade que a matéria comum.
Nas próximas etapas de sua pesquisa, a equipe pretende aprimorar a sensibilidade de seu experimento para discernir se existe uma disparidade sutil na velocidade com que a antimatéria cai.
Caso uma diferença seja identificada, isso poderia oferecer insights sobre uma das questões mais profundas de todas: a origem do Universo. [BBC]
