Cientistas estão a um passo de conseguir esfriar a antimatéria

O Centro Europeu de Física de Partículas (CERN) “alcançou o maior nível na compreensão da antimatéria” ao observar, pela primeira vez, a transição eletrônica Lyman-alfa em um átomo de anti-hidrogênio.

Ainda estamos descobrindo, passo a passo, o que é a antimatéria. No entanto, físicos do Centro Europeu de Física de Partículas (CERN) estão um passo mais perto de esfriar a antimatéria através de lasers, um marco que pode ajudar a desvendar seus mistérios.

A antimatéria é essencialmente o oposto da matéria “normal”. Embora os prótons tenham uma carga positiva, seus equivalentes de antimatéria – os antiprótons – têm a mesma massa, mas uma carga negativa.

Os elétrons e suas antipartículas correspondentes, os pósitrons, têm a mesma massa, sendo que a única diferença está na carga: negativa para elétrons e positiva para pósitrons.

Quando uma partícula encontra seu equivalente em antimatéria, as duas partículas se aniquilam. Teoricamente, o Big Bang deveria ter produzido uma quantidade igual de matéria e antimatéria e, nesse cenário, as partículas deveriam ter se aniquilado umas às outras.

Mas não foi isso que aconteceu: o Universo parece ter mais matéria do que antimatéria.

Os cientistas não sabem por que isso acontece e o motivo pelo qual a antimatéria é tão difícil de estudar, mas estão perto de descobrir. Para isso, físicos do CERN tentam esfriar antimatéria.

Com a ajuda do Aparelho Físico Anti-hidrogênio a Laser (ALPHA), os pesquisadores combinaram antiprótons com pósitrons para formar átomos de hidrogênio. Os cientistas prenderam essas partículas no vácuo e, com a ajuda de pulsos de laser, os átomos anti-hidrogênio passaram pela transição Lyman-alfa.

A Lyman-alpha é uma das transições eletrônicas descobertas no átomo de hidrogênio há mais de um século pelo físico Theodore Lyman, e permite aos astrônomos explorar o espaço existente entre duas galáxias e testar os modelos cosmológicos.

No caso dos estudos sobre a antimatéria, a transição Lyman-alfa “poderia permitir realizar medidas de precisão sobre a forma como o anti-hidrogênio reage à luz e à gravidade“. Takamasa Momose, um dos cientistas, diz que o fenômeno “abre uma nova era na ciência da antimatéria”.

Este passo é muito importante para o esfriamento do anti-hidrogênio. Há muito tempo que a comunidade científica utiliza lasers para esfriar átomos e facilitar seu estudo. Se conseguissem fazer o mesmo com átomos de antimatéria, seria possível estudá-los mais aprofundadamente.

Caso fosse encontrada “a mais mínima diferença” entre a reação da matéria e a da antimatéria, isso permitiria consolidar os fundamentos do Modelo Padrão da física de partículas. Além disso, seria possível compreender melhor por que o Universo é formado quase totalmente de matéria.

Jeffrey Hangst, porta-voz do ALPHA, afirmou que estão “muito contentes com o resultado”, dado que a transição Lyma-alpha é “difícil de observar inclusive no hidrogênio”.

O CERN considera que o ALPHA, graças a este e outros resultados anteriores, “abre decididamente o caminho para experimentos de precisão que poderiam revelar certas diferenças de comportamento entre a matéria e a antimatéria”.

Ciberia // ZAP

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