O
experimento com antimatéria congelada que pode ajudar a entender a origem do
Universo
O positrônio é uma
substância extremamente rara, que geralmente existe por apenas 142 bilionésimos
de segundo e é capaz de gerar grandes quantidades de energia. Estudá-la pode
trazer mais entendimento sobre a antimatéria que existia
na origem do Universo e,
com isso, revolucionar a Física, o tratamento do câncer e talvez até viagens espaciais.
Até aqui, no entanto,
tem sido quase impossível analisar a substância porque seus átomos se movem
demais.
Agora os cientistas
têm uma solução alternativa: congelá-la com lasers.
"Os físicos estão
apaixonados pelo positrônio", disse Ruggero Caravita, que liderou a
pesquisa na Organização Europeia de Pesquisa Nuclear (Cern), que fica perto de
Genebra. "É o átomo perfeito para fazer experimentos com antimatéria."
"Agora todo o
campo de estudo está desbloqueado."
Mas o que é exatamente
o positrônio?
É um chamado átomo
exótico formado por matéria e antimatéria - algo bastante incomum, de fato.
A matéria é do que o
mundo ao nosso redor é feito, incluindo as estrelas, os planetas e nós.
Antimatéria é o
oposto. Foi criada em quantidades iguais quando o Universo surgiu, mas existe
apenas momentaneamente na natureza hoje, com muito pouco ocorrendo de forma
natural no cosmos.
Descobrir o motivo de
haver mais matéria agora no Universo do que antimatéria - e, portanto, por que
existimos - nos levará a um longo caminho em direção a uma nova e mais completa
teoria de como o Universo evoluiu, e o positrônio pode ser a chave, de acordo
com Lisa Gloggler, uma estudante de doutorado que trabalha no projeto.
"O positrônio é
um sistema tão simples. Consiste em 50% de matéria e 50% de antimatéria",
disse. "Esperamos que, se houver alguma diferença entre as duas, seja
possível ver mais facilmente do que em sistemas mais complexos."
Um dos primeiros
experimentos nos quais o positrônio congelado poderia ser utilizado é para ver
se sua porção antimatéria segue a Teoria da Relatividade Geral de Einstein da
mesma forma que a porção matéria.
O diagrama abaixo
mostra por que o positrônio é tão único.
A matéria, que forma o
mundo ao nosso redor, consiste em átomos, o mais simples dos quais é o
hidrogênio, que é o elemento mais abundante do Universo. Os átomos de
hidrogênio são feitos de um próton carregado positivamente e um elétron
carregado negativamente.
Já o positrônio
consiste em um elétron e seu equivalente de antimatéria, um positron.
Ele foi detectado por
cientistas pela primeira vez em 1951, nos EUA, mas tem sido difícil estudá-lo
porque os átomos se movem muito - são os átomos mais leves que se tem
conhecimento.
Mas o resfriamento
reduz a velocidade dos átomos, facilitando o estudo dos cientistas.
Até agora, as
temperaturas mais frias para o positrônio no vácuo têm sido em torno de 100 ºC.
A equipe do Cern agora reduziu para mais de -100 ºC, usando uma técnica chamada
resfriamento a laser. Trata-se de um processo difícil e complicado em que a luz
de laser é lançada nos átomos para impedir que se mexam tanto. A pesquisa foi
publicada na revista científica Physical Review Letters.
Para que possa ser
usado em pesquisa, o positrônio tem que ser congelado ainda mais, até em torno
de -260 ºC. A abordagem do laser deu aos pesquisadores um caminho, de acordo
com o Prof. Michael Charlton, especialista em positrônio da Universidade de
Swansea, que não participou do mais recente avanço.
"Este é um
primeiro passo muito encorajador", disse ele à BBC News. "Está
abrindo a porta para que você possa ver a luz do outro lado, acenando para uma
nova era da física do positrônio."
E o grupo Cern não
está sozinho na busca pelo positrônio congelado. Um grupo da KEK Slow Positron
Facility em Tóquio está prestes a publicar resultados semelhantes.
Está se tornando uma
corrida científica, envolvendo outros grupos ao redor do mundo também, porque
essa substância esotérica poderia ter enormes benefícios práticos.
Quando um elétron e um
pósitron se combinam, eles liberam enormes quantidades de energia. Isso poderia
ser aproveitado para criar os chamados os poderosos lasers de raios gama.
·
Viagem interestelar
Algumas das aplicações
são exames de imagens, tratamentos contra o câncer e fala-se até em impulsionar
naves espaciais a velocidades próximas à da luz, o que poderia viabilizar
viagens interestelares em um futuro distante.
O trabalho foi
realizado na fábrica de antimatéria da Cern, que recentemente criou e armazenou
a maior quantidade de átomos de hidrogênio de antimatéria no Universo
conhecido.
No ano passado, uma
outra equipe de pesquisadores testou se o anti-hidrogênio tinha uma resposta
diferente à gravidade, vendo se caía para cima ou para baixo quando solto.
Descobriu-se que caía
para baixo, mas ainda não se sabe se na mesma taxa que o hidrogênio normal.
Fonte: Por Pallab
Ghosh, correspondente de Ciência da BBC
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