A antimatéria é fascinante não apenas por sua essência; Deve-se também ao papel ainda enigmático que desempenhou na origem do universo. Os cientistas ainda não dispõem das ferramentas necessárias para compreender com precisão o papel desta forma de matéria na formação do cosmos e os mecanismos que regem a tênue linha que delimita o desequilíbrio entre matéria e antimatéria. Felizmente, o que conhecem são os seus elementos constituintes e algumas das suas propriedades.
Compreender o que é antimatéria não é difícil. E podemos observá-la como um tipo exótico de matéria composta por antipartículas, que são partículas com a mesma massa e spin das partículas que conhecemos, mas com carga elétrica oposta. Desta forma, a antipartícula do elétron é o pósitron ou antielétron. E a antipartícula do próton é o antipróton.
A antimatéria possui uma propriedade surpreendente: ao entrar em contato direto com a matéria, ambas se aniquilam, liberando grande quantidade de energia na forma de fótons de alta energia, além de outros possíveis pares partícula-antipartícula. No momento está sendo estudado em muitos dos mais importantes centros de investigação especializados em física de partículas do mundo, na esperança de que conhecê-la melhor nos ajude a compreender alguns dos mistérios do cosmos que permanecem fora do nosso alcance.
CERN, antimatéria e gravidade
O CERN (Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear), o laboratório de física de partículas localizado perto de Genebra e próximo à fronteira entre a Suíça e a França, possui os recursos necessários para produzir e manipular a antimatéria. Dois dos experimentos que já entregaram resultados importantes aos físicos que neles trabalham são o GBAR (Comportamento Gravitacional da Antimatéria em Repouso) e ALFA-g (Aparelho de física de laser anti-hidrogênio-gravidade).
ALPHA-g e GBAR perseguem o mesmo propósito: ajudar os cientistas a compreender a interação entre antimatéria e gravidade com a maior precisão possível.
A grosso modo, o GBAR produz antiíons, resfria-os até atingirem uma temperatura próxima do zero absoluto, que é -273,15ºC, e depois rouba deles um pósitron para transformá-los em um antiátomo não iônico. No ALPHA-g, entretanto, os físicos fazem com que dois feixes de partículas com alto nível de energia colidam para obter um átomo de anti-hidrogênio composto por um antipróton e um pósitron, da mesma forma que o prótio, que é o isótopo de hidrogênio mais abundante na natureza, é composto por um próton e um elétron.
Estas duas experiências têm o mesmo propósito: ajudar os cientistas a compreender a interação entre a antimatéria e a gravidade com a maior precisão possível. Há duas razões fundamentais que justificam o esforço que estão a fazer. A primeira é que estas experiências podem ajudá-los a compreender melhor os mecanismos desta interação fundamental. A segunda é ainda mais importante: este conhecimento poderia permitir-lhes desenvolver uma teoria quântica da gravidade.
Neste momento estamos num momento muito emocionante por uma razão convincente: os físicos que lideram a experiência ALPHA-g publicaram um artigo muito interessante na Nature no qual explicam detalhadamente que os átomos de anti-hidrogénio estão sujeitos na presença da gravidade terrestre. essencialmente na mesma aceleração que a matéria comum experimenta. As suas medições estão confinadas a um desvio padrão moderado, o que nos convida a aceitar as suas conclusões como conclusivas.
Os átomos de anti-hidrogênio estão sujeitos, na presença da gravidade da Terra, essencialmente à mesma aceleração experimentada pela matéria comum.
Este resultado é muito importante porque esta experiência é a primeira que permitiu aos físicos obter uma medição direta da interação entre antimatéria e gravidade. No entanto, mais uma vez, as suas conclusões foram corretamente previstas por Albert Einstein há mais de um século na sua teoria geral da relatividade.
Este físico alemão desconhecia a existência da antimatéria quando formulou a sua teoria, mas, apesar disso, a relatividade geral estabelece que a gravidade interage da mesma maneira com todas as formas de matéria. E, como vimos, a antimatéria é uma forma de matéria. Mais uma vez, Einstein acertou em cheio, embora não seja absurdo prever que, em algum momento, os resultados experimentais irão contradizer a relatividade geral. Se esse momento chegar, os cientistas terão a oportunidade de desenvolver uma nova física.
Imagem de capa: CERN
Mais informação: Natureza
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