Contemple o primeiro detector de “antigravidade”

Por , em 16.10.2018

Cientistas estão correndo contra o tempo para ligar um novo detector que irá explorar os efeitos da gravidade sobre a antimatéria antes que o laboratório da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN) seja desativado por dois anos.

Estamos falando de uma máquina de 200 quilos envolta em um escudo de gás argônio e dióxido de carbono.

Esse dispositivo está quase pronto para fazer sua estreia. Apelidado de ALPHA-g, sua função é bastante similar à de gerações anteriores de detectores, com uma exceção: foi criado para medir os efeitos de uma suposta “antigravidade”.

Antimatéria e gravidade

O detector foi sugerido pela primeira vez em 2013. Nos últimos meses, seus criadores trabalharam muito em Vancouver, no Canadá, para concluir sua construção. Finalmente, em julho, o ALPHA-g foi enviado via avião de carga para o CERN, o único local no mundo que pode fornecer a quantidade de antimatéria necessária para seu funcionamento.

Os cientistas pretendem resolver quaisquer problemas técnicos e conduzir seus experimentos de gravidade no ALPHA-g antes da pausa nas atividades do laboratório, em 12 de novembro.

Entender se a antimatéria obedece às mesmas leis da gravidade como a matéria faz é um passo importante para confirmar décadas de teorias postuladas por físicos.

A antimatéria é exatamente como a matéria regular, aquela que compõe as estrelas, planetas e todos os objetos observáveis no universo. No entanto, exibe algumas propriedades quânticas opostas – por exemplo, enquanto a matéria regular tem elétrons carregados negativamente, a antimatéria tem pósitrons, carregados positivamente.

Mas também tem as mesmas propriedades gravitacionais que a matéria regular, como prevê a teoria, ou elas são opostas? Em outras palavras, a antimatéria cai para cima ou para baixo?

A aposta

Enquanto detectores ALPHA anteriores eram orientados horizontalmente com câmaras estreitas, o novo é orientado verticalmente.

Com 2,3 metros de altura, enormes rolos circundam a câmara do ALPHA-g, criando um campo magnético capaz de conter átomos de “anti-hidrogênio” como se estivessem presos em uma garrafa de plástico.

Em vez de uma garrafa normal, contudo, imagine uma com uma tampa tanto na parte superior quanto na inferior. Durante os experimentos, o campo magnético deve ser manipulado com precisão para que as tampas superior e inferior “se abram” simultaneamente.

A equipe do ALPHA então poderá observar se os átomos de anti-hidrogênio caem como matéria normal na presença do campo gravitacional da Terra, ou se eles se movem para cima, desafiando a gravidade.

Um tiro no escuro

Esta última possibilidade é extremamente improvável. Mas, se tal fenômeno for observado, nossa compreensão atual do universo conforme descrito pela teoria da relatividade geral de Einstein precisará ser revista.

“Se nós vermos alguma diferença, qualquer pequena diferença [entre hidrogênio e anti-hidrogênio], teríamos que reescrever completamente a teoria”, esclarece Makoto Fujiwara, o cientista líder da equipe.

A equipe do ALPHA-g pretende obter medições repetidas e mais precisas dos efeitos gravitacionais da antimatéria no futuro, uma vez que o CERN reabrir em dois anos. Por enquanto, os pesquisadores esperam pelo menos observar se a antimatéria sobe ou desce antes que a instalação seja desativada para manutenção.

Fujiwara, porém, está cauteloso quanto a capacidade da equipe de realizar este experimento = inicial em tão pouco tempo. “O controle do campo magnético é um fator importante. Se não o controlarmos muito bem, ou caracterizá-lo muito bem, podemos ser enganados pelos resultados”, afirma.

Desafios

E a equipe já tem enfrentado problemas. Pouco tempo após o ALPHA-g ser instalado no CERN, um dos 256 fios de tungstênio banhados a ouro do dispositivo quebrou, enrolando-se e prendendo outros fios, levando a um curto-circuito em dois eletrodos que geram o campo elétrico.

Para corrigir isso, membros da equipe tiveram que voar de Vancouver, estabelecer uma área de trabalho estéril adjacente ao dispositivo e desmontar grande parte do detector para acessar os fios defeituosos. Após uma semana de intenso trabalho, o ALPHA-g voltou a operar.

“Sempre há problemas que não prevemos [e] que exigem atenção imediata”, explica Pierre Amaudruz, gerente de projetos. “É disso que se trata a pesquisa em território inexplorado. Temos que tentar resolver problemas imprevistos constantemente”. [IEEE]

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (39 votos, média: 4,90 de 5)

Deixe seu comentário!