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O outro lado do espelho
Físico brasileiro explica como grupo internacional de pesquisa obteve anti-hidrogênio 'frio'
Assim como nosso reflexo no espelho -- igual, porém inverso -- é a antimatéria em relação à matéria. Idealizada no final da década de 1920 pelo físico inglês Paul Dirac (1902-1984), ela é composta por partículas elementares iguais às da matéria, mas com carga oposta. Por exemplo, um próton é positivo e um elétron negativo; já o antipróton é negativo, e o antielétron (pósitron), positivo. Quando matéria e antimatéria se encontram, elas se aniquilam gerando energia. A antimatéria nunca foi detectada em grandes quantidades na natureza, embora antiátomos já tenham sido produzidos em laboratório, com uma duração de bilionésimos de segundo.
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Imagem com cores invertidas mostra pesquisadores diante do dispositivo Athena, que permitiu a detecção de antiátomos de hidrogênio (foto: Cern) | | |
Agora, um grupo internacional de pesquisa sediado na Organização Européia para Pesquisa Nuclear (Cern) conseguiu produzir anti-hidrogênio 'frio' (de baixa velocidade), cujo tempo de vida é de milissegundos. O físico brasileiro Cláudio Lenz Cesar, professor da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), é membro da colaboração internacional Athena (Antihydrogen apparatus), responsável pelo feito. Um dos 39 autores do artigo publicado na revista Nature de 18 de setembro, Cesar explicou à CH on-line as implicações dos resultados.
O grupo utilizou o desacelerador de antiprótons do Cern, que gera pulsos de 2 x 107 antiprótons com energia reduzida. Ao entrarem no Athena, essas partículas são 'resfriadas' mais duas vezes, primeiro por uma fina placa e depois por uma nuvem de elétrons. Os antiprótons, presos num campo elétrico e magnético, são então misturados a pósitrons previamente acumulados e formam o anti-hidrogênio. Por ter carga neutra, esse antiátomo escapa dos campos e se aniquila ao entrar em contato com a parede do aparato, emitindo simultaneamente píons e dois fótons de 511 keV cada.
O Athena surgiu em 1996 da fusão de três grupos: um que trabalhava com armazenagem e resfriamento de antiprótons, outro que fazia captura de pósitrons e um terceiro que trabalhava com espectroscopia de alta resolução. "Um de nossos objetivos é fazer medições do anti-hidrogênio e compará-las com as de hidrogênio, que já possuímos", conta Cesar.
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O físico da UFRJ Cláudio Lenz Cesar diante do dispositivo Athena | | |
As medições servirão para testar o teorema de simetria de carga, paridade e tempo (CPT), que requer que as leis da física sejam invariáveis se esses fatores forem invertidos. O teorema de CPT é fundamental para o Modelo Padrão que descreve as partículas básicas que compõem o universo e como elas interagem entre si.
Os anti-hidrogênios também permitirão estudar a hipótese da 'antigravidade', segundo a qual a relação gravitacional entre matéria e antimatéria seria inversa -- elas se repeliriam, ao invés de se atrair. Nesse caso, toda a antimatéria do universo estaria se afastando da nossa região de matéria desde o Big Bang.
Segundo Cesar, aplicações práticas a curto prazo desses resultados não existem. "A pesquisa do Athena tem como função expandir o conhecimento científico nessa área para permitir um melhor entendimento do universo", esclarece.
Fred Furtado
Ciência Hoje on-line
24/10/02 |
O INSTITUTO
