Físicos do CERN descobriram que a antimatéria cai, não sobe. Claro, isso parece uma coisa óbvia, mas os cientistas até hoje não conseguiram confirmar que a antimatéria reage à gravidade da mesma forma que a matéria comum. A nova experiência dá a melhor resposta até agora.
A antimatéria é muito parecida com a matéria que compõe tudo ao nosso redor, com uma diferença importante: suas partículas têm carga elétrica oposta. E essa simples distinção tem algumas implicações importantes: sempre que uma partícula e uma antipartícula se encontram, elas se aniquilam (aniquilam) uma à outra.
Felizmente para nós, seres baseados em matéria, a antimatéria é extremamente rara no universo, mas ninguém sabe por quê.
O big bang teria produzido uma quantidade igual de matéria e antimatéria, o que teria levado à destruição de todo o conteúdo do universo bilhões de anos atrás. O fato de existirmos hoje mostra que algum fator desconhecido criou um desequilíbrio em favor da matéria comum.
Portanto, os físicos estão estudando de perto a antimatéria para ver se existem outras diferenças entre ela e a matéria comum, além da carga, o que poderia explicar o desequilíbrio. O Modelo Padrão diz que não deve haver outras diferenças, portanto, se os cientistas encontrarem algo, isso poderá abrir um mundo totalmente novo da física.
Isso significa que os cientistas precisam literalmente voltar ao básico para investigar a antimatéria. Por exemplo, cada elemento absorve e emite luz em diferentes comprimentos de onda, criando uma assinatura única chamada espectro de emissão. A antimatéria deve ter o mesmo espectro que a matéria, mas não foi até 2016 que os cientistas do CERN finalmente testaram isso. De fato, descobriu-se que o anti-hidrogênio tem o mesmo espectro que o hidrogênio.
Como a antimatéria reage à gravidade é outra questão aparentemente simples que levou anos para ser estudada.
Pode parecer que já deveríamos saber disso, mas na maioria das vezes, a antimatéria é suspensa em armadilhas eletromagnéticas para evitar que ela se aniquile com a matéria. Espera-se que a antimatéria responda à gravidade da mesma maneira que a matéria comum, mas há uma pequena chance de que isso não aconteça e possa cair para cima.
Para testar essa ideia, uma equipe de físicos colocou antiprótons e íons de hidrogênio carregados negativamente em um dispositivo eletromagnético chamado armadilha de Penning. Uma vez dentro, as partículas seguem um caminho cíclico e, medindo sua frequência, os cientistas podem calcular sua razão carga-massa. Essa proporção deve ser a mesma para partículas de matéria e partículas de antimatéria, mas qualquer diferença será explicada por diferenças em sua interação com a gravidade.
De fato, os cientistas descobriram que a matéria e a antimatéria reagem da mesma maneira à gravidade. Pelo menos dentro da incerteza experimental, que está dentro de 97% da aceleração gravitacional experimentada pelas partículas. Segundo os pesquisadores, isso é quatro vezes mais preciso do que em experimentos anteriores.
No entanto, isso ainda deixa espaço para nova física. Outros experimentos testam a interação da antimatéria com a gravidade usando uma abordagem muito mais simples - soltar partículas de antimatéria de uma altura e observar o que acontece com elas. Se esses experimentos mostrarem resultados diferentes do experimento atual, isso pode sugerir a física além do Modelo Padrão.
O novo estudo foi publicado na revista Nature.
2022-02-06 19:09:37
Autor: Vitalii Babkin