CERN pesa antimatéria com precisão inédita

 

Por Paula Rothman, de INFO Online

• Quinta-feira, 28 de julho de 2011 – 10h02

Cern

O Experimento que realizou a medição: parceria entre Japão e Europa mede com precisão inédita a massa de um antipróton

São Paulo- O Centro Europeu de Pesquisa Nuclear anunciou hoje a medição mais precisa já feita da massa de uma partícula de antimatéria.

Em um trabalho publicado na Nature, uma das mais prestigiadas revistas científicas do mundo, a equipe liderada pelo dr. Masaki Hori descreveu a massa do antipróton com uma precisão de uma parte por bilhão.

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Segundo os pesquisadores, isso seria o equivalente a medir a Torre Eiffel inteira e errar pelo peso de um pardal pousado em seu topo. O experimento realizado mediu a massa do antiproton em relação ao elétron- e, pela primeira vez, o número obtido é confiável o bastante para ser comparado às medições entre próton e elétron.

Os cálculos e a detecção foram feitos com o experimento sino-europeu ASACUSA, no CERN – o mesmo laboratório que hospeda o LHC, o maior colisor de partículas do mundo. Medir a massa da antimatéria é uma das formas de tentar solucionar um dos maiores mistérios da física: porque a natureza parece preferir a matéria no lugar da antimatéria?

Dúvidas

A antimatéria é um dos grandes buracos das teorias modernas da física. Por definição, ela é idêntica à matéria, a não ser pelo fato de possuir carga oposta – por isso, as duas se aniquilam quando entram em contato uma com a outra.

Basicamente, para cada partícula de matéria existe uma contraparte de antimatéria: átomo e antiátomo, próton e antipróton, elétron e pósitron, etc… Sabe-se que nosso universo é basicamente composto de matéria e, no entanto, a teoria atual indica que durante o Big Bang, a explosão que deu origem a tudo, matéria e antimatéria teriam se formado em quantidades iguais. Se elas tivessem se aniquilado, nosso universo composto de matéria não existiria. Então, o que aconteceu?

É justamente para tentar responder a essa pergunta que se estuda a fundo a antimatéria. Os pesquisadores hoje acreditam que as leis da física não variam, ou seja, que uma partícula possui exatamente a mesma massa e valor absoluto de carga nesses dois “mundos”. Detectar uma diferença da massa do próton e antipróton, por exemplo, pode indicar que as leis da natureza são diferentes na matéria e na antimatéria – o que cria uma nova física.

Realizar essa medição, no entanto, não é uma tarefa fácil. Os prótons comuns constituem cerca de metade do mundo que nos cerca – inclusive nós mesmos. Porém os antiprótons, e todas as partículas de antimatéria, existem por ínfimas frações de segundos e são muito menos abundantes.

O ASACUSA realizou as medições colocando as partículas dentro de átomos. O chamado “antiprotonic helium” é um átomo com um núcleo comum de hélio, um elétron e um antipróton que é “cutucado” com feixes de laser. A frequência desse laser é regulada até que os antiprótons deem um salto quântico (ganhem energia) dentro do átomo, liberando uma frequência que permite que a sua massa seja calculada.

A maior fonte de imprecisão desse experimento vem do movimento para frente e para trás que os átomos fazem naturalmente, alterando a frequência e criando um ruído nos resultados. Em 2006, esse chamado efeito Doppler impediu que números precisos fossem obtidos. Na época, os cientistas utilizavam apenas um feixe de laser. Dessa vez, usaram dois lasers, vindos de lados opostos, que parcialmente cancelam o efeito e permitiram quatro vezes mais precisão. É o laser que determina a razão entre a massa do antiproton e do elétron, e permite que ela seja comparada com a razão próton-elétron.

Os resultados obtidos mostram uma razão antipróton-elétron de 1,836.1526736(23), condizente com o observado entre prótons e elétron. No entanto, os cientistas do CERN pretendem aprimorar ainda mais a medição, tentando eliminar os erros no cálculo e responder, pelo menos em parte, se a antimatéria tem ou não a mesma massa da matéria.

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Publicado em 28/07/2011, em Ciência e tecnologia. Adicione o link aos favoritos. Deixe um comentário.

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