Pesquisadores prolongam vida de antimatéria

Átomos de anti-hidrogênio foram aprisionados por cerca de 15 minutos, tempo suficiente para desvendá-los

notcont71585 300x235 Pesquisadores prolongam vida de antimatériaCabe a pequeninas antipartículas revelar um imenso mistério: por que o Universo quase não contém antimatéria, que na teoria é responsável por metade de sua composição. Uma equipe formada por cerca de 30 pesquisadores aprisionou átomos de anti-hidrogênio por quase mil segundos ou cerca de 15 minutos, cinco mil vezes mais tempo do que os próprios estudiosos haviam conseguido até o momento. Agora, graças ao longo aprisionamento, o grupo autointitulado Alpha, do Centro Europeu de Física de Partículas (Cern), poderá obter pistas sobre o que aconteceu com a antimatéria no mundo. O feito rendeu uma publicação na prestigiosa revista Nature Physics hoje.

Os pesquisadores se uniram em 2006 para produzir e aprisionar o antiátomo de hidrogênio – ou anti-hidrogênio. Ao contrário do hidrogênio, esse elemento é formado por antielétrons, também chamados de pósitrons por terem carga positiva, e antiprótons, de carga negativa. A árdua tarefa exigiu equipamentos projetados e construídos pela equipe no complexo de aceleradores de partículas do Cern, em Genebra, na Suíça.

Após anos de trabalho, em novembro passado o time conseguiu aprisionar, pela primeira vez, o anti-hidrogênio. E, este ano, foram além: repetiram o feito por muito mais tempo. “Essa é uma matéria rara, exótica, que se aniquila ao encostar em qualquer coisa. Além disso, a quantidade criada desses antiátomos era muito pequena”, explica o físico Cláudio Lenz Cesar, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), integrante da equipe.

O segredo foi colocar o antiátomo em uma garrafa magnética. “Imagine uma bola de gude em uma saladeira côncava vazia. Ela está presa no fundo, mas se virar a bola de gude cai”, compara Cesar. A propriedade spin do elétron gera um pequeno campo magnético em torno dele se tornando uma espécie de imã. O pósitron possui essa mesma propriedade do elétron. Usando uma configuração especial de campos magnéticos – como se fosse uma saladeira –, a equipe segurou o antiátomo em alto vácuo dentro da garrafa magnética, evitando que ele tocasse a parede. “Sem o aprisionamento, o átomo durou apenas microssegundos, até que o anti-hidrogênio colidisse com as paredes”.

Para onde foi a antimatéria do Universo?
Criar o antiátomo no laboratório e, mais que isso, aprisioná-lo por muito tempo deixou os pesquisadores animados. Esses eram os degraus necessários para estudarem a característica interna, o nível de energia, para checar se a gravidade é atrativa ou repulsiva e comparar o antiátomo ao átomo de hidrogênio.

“Segundo a teoria, o antiátomo deve ter as mesmas propriedades do átomo. Acontece que metade do universo parece que não existe, desapareceu. Deveriam existir planetas, sóis, galáxias de antimatéria, mas a gente não sabe o que aconteceu com tudo isso”, lembra o brasileiro. Para ele, ou a teoria da física está incompleta – existindo diferença entre a matéria e a antimatéria – ou a antimatéria está em algum lugar, ainda não observada. “Falta metade da massa do universo”, ressalta.

Como até hoje nunca se testou com observação essa parte da teoria, Cesar trabalha com a equipe Alpha no desenvolvimento de um laser preciso que será usado para estudar a antimatéria. “Estamos animados construindo o equipamento no Rio de Janeiro e em Genebra. Vamos apontar laser e microondas para a antimatéria”, conta.

O laser de alta precisão será usado para comparar o anti-hidrogênio com o hidrogênio. “Se a teoria estiver errada, a diferença deverá ser pequena, por isso precisamos de um equipamento muito exato”, conta Cesar. Também é importante o anti-hidrogênio ficar “parado”, aprisionado, no feixe do laser para que possa ser analisado. “É a mesma ideia de uma pessoa em frente a uma via expressa. Se o carro passar muito rápido, se consegue poucos detalhes sobre ele”, completa.

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