Físicos vão tentar o impossível: transformar a luz em matéria

A mais famosa equação da história, o E=mc² de Einstein, fala sobre a relação entre a massa e a energia, e sobre a quantidade de energia que é produzida quando a matéria é transformada em energia.

Um grupo de cientistas está prestes a inverter a equação: transformar a energia em matéria, algo teorizado há 84 anos, mas que os próprios teóricos achavam impossível ser colocado em prática.

Os físicos do Imperial College London irão testar, na prática, a teoria dos físicos Gregory Breit e John A. Wheeler, que publicaram um artigo na revista Physical Review, no qual abordavam o tema, em 1934.

No artigo, Breit e Wheeler propuseram que, se dois fótons colidissem, ou seja, duas partículas de luz, a colisão resultaria em um positron e um elétron, criando assim matéria a partir da luz.

“Esta seria uma demonstração pura da famosa equação de Einstein que relaciona energia e massa: E = mc², que nos diz quanta energia é produzida quando a matéria é transformada em energia”, explica o pesquisador sênior e professor de física Steven Rose. “O que estamos fazendo é o mesmo, mas ao contrário: transformar a energia do fotão em massa, ou seja, m = E / c²“.

O problema em testar a teoria é que seriam necessárias partículas de alta energia para que o teste fosse feito, o que não é fácil conseguir.

Mesmo Breit e Wheeler acreditavam que seria impossível. Eles observaram que seria “impossível tentar testemunhar a formação dos pares em experiências de laboratório”.

Mesmo com mais otimismo dos cientistas nos últimos anos, as configurações experimentais exigiram a adição de partículas massivas de alta energia, e isso nunca foi observado.

Os físicos do Imperial College London, liderados pelo professor Steven Rose, apresentaram uma maneira de testar a teoria que não dependia desses acréscimos de partículas em 2014, e agora uma experiência está prestes a ser feita na esperança de transformar a luz diretamente em matéria pela primeira vez.

O sistema desenvolvido envolve dois feixes de laser de alta potência, que são utilizados ​​para criar os fótons de luz que irão colidir. Um dos fótons tem cerca de mil vezes a energia dos fótons que produzem luz visível, e o outro tem bilhões de vezes essa energia.

Os feixes de laser são focados em dois pequenos alvos separados dentro de uma câmara-alvo, que contém uma ótica complexa utilizada para focar os feixes de laser e os ímãs usados ​​para desviar as partículas carregadas. São os pósitrons carregados que saem da colisão que a equipe irá procurar para confirmar se o processo foi um sucesso.

Se a experiência for bem-sucedida, os cientistas vão detectar pósitrons, mas terão que realizar uma análise cuidadosa dos dados antes que esses pósitrons possam ser confirmados como originários do processo Breit-Wheeler e não de outros processos de fundo.

“Quando Gregory Breit e John Wheeler propuseram pela primeira vez o mecanismo em 1934, usaram a então nova teoria da interação entre luz e matéria conhecida como eletrodinâmica quântica (QED). Enquanto todas as outras previsões fundamentais de QED foram demonstradas experimentalmente, o processo Breit-Wheeler de dois fótons nunca foi visto”, diz Stuart Mangles, o outro cientista responsável pelo projeto.

Se funcionar, a experiência não seria simplesmente surpreendente por si só, mas também pode nos ajudar a entender melhor o Universo.

“Se pudermos demonstrar isso agora, estaríamos recriando um processo que foi importante nos primeiros 100 segundos do Universo e que também é visto em explosões de raios gama, que são as maiores explosões no Universo e um dos maiores mistérios não solucionados da física”, complementa Mangles.

Ciberia // HypeScience / ZAP

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1 COMENTÁRIO

  1. A luz JÁ É MATÉRIA. O que estão tentando é transformar a ENERGIA e não a LUZ, que é totalmente diferente. Façam a correção do título.

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