Medições precisas de antimatéria tornam a nossa existência ainda mais misteriosa

Um ponto previsível do Universo é que os opostos se equilibram. Para cada tipo de partícula normal, feita de matéria, existe uma antipartícula da mesma massa, que tem a carga elétrica oposta.

Os elétrons têm antielétrons (ou pósitrons), prótons têm antiprótons. A nova medição também mostra que a antimatéria e matéria se comportam de forma idêntica.

Quando partículas de matéria e antimatéria se encontram, porém, se anulam uma à outra, deixando apenas energia. Os físicos acreditam que no início do Universo, teria havido uma quantidade igual de matéria e antimatéria criada pelo Big Bang, e que cada uma deveria ter causado a destruição da outra.

De acordo com essa hipótese, o universo não deveria existir.

Mas é aqui que o enredo se complica: não conhecemos nenhuma antimatéria primordial que tenha sobrevivido ao Big Bang. Então por que a matéria sobreviveu ao Big Bang, mas a antimatéria não?

Uma das melhores formas de responder a essa pergunta é medir as propriedades fundamentais da matéria e da sua antimatéria da forma mais precisa possível.

Então comparar os resultados, diz Stefan Ulmer, físico da instituição de pesquisa japonesa Riken, que não está envolvido na nova pesquisa da medição da antimatéria que foi publicada na semana passada na Nature.

Para medir a antimatéria, porém, é necessário produzi-la. Recentemente, alguns físicos têm estudado o anti-hidrogênio, ou antimatéria do hidrogênio, já que é uma das substâncias mais conhecidas e abundantes no espaço.

Produzir anti-hidrogênio requer a mistura de 90 mil antiprótons com 3 milhões de pósitrons para produzir 50 mil átomos de anti-hidrogênio, sendo que apenas 20 deles são capturados por ímãs de 28 centímetros de comprimento para um estudo posterior.

No estudo em questão, os cientistas conseguiram realizar a medição mais precisa do anti-hidrogênio. Para isso, precisaram produzir 15 mil átomos de hidrogênio – o processo descrito acima repetido 750 vezes, estudando a frequência da luz emitida ou absorvida por átomos quando saltam para um estado de energia mais alto.

A medição dos níveis de energia do anti-hidrogênio e a quantidade de luz absorvida estão de acordo com os “contra-pares” do hidrogênio, com uma precisão de 2 partes por trilhão. A medição é uma melhoria dramática quando comparada com as realizadas anteriormente.

“É muito raro que experimentalistas aumentem a precisão de uma medição num fator de 100″, explica Ulmer ao Live Science. Jeffrey Hangst, físico da Universidade Aarhus, na Dinamarca, e coautor do estudo, acrescenta que, “há 20 anos, as pessoas achavam que isso nunca iria acontecer”.

Então o que nos diz essa medição?

Como era esperado, o hidrogênio e o anti-hidrogênio se comportam de forma idêntica. Agora, sabemos que também são idênticos numa medição com uma precisão da ordem das de partes por trilhão.

Porém, Ulmer considera que a medição não elimina a possibilidade de que haja uma discordância entre os dois tipos de matéria, se medidas com um nível ainda maior de precisão.

Hangst e seus colegas pretendem agora realizar medições ainda mais precisas e explorar como a antimatéria reage com a gravidade. Será que cai como a matéria normal ou, por outro lado, “cai para cima“?

Hangst acredita que o mistério pode ser resolvido antes do final desse ano. “Temos outros truques nas mangas”.

Ciberia // ZAP

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