Átomo de antimatéria medido pela primeira vez

Cientistas fizeram a primeira medição de um átomo de antimatéria. Apesar de não ser muito precisa, essa medição representa o primeiro passo para estudar esse tipo de átomo em detalhes, o que é necessário para entender porque o universo é feito de opostos, matéria e antimatéria.

Pensa-se que todas as partículas de matéria têm parceiras de antimatéria, com a mesma massa, mas carga oposta. Quando os pares se encontram, eles se aniquilam e viram energia pura.

Os cientistas pensam que o universo era composto por partes iguais de matéria e antimatéria quando ocorreu o Big Bang, há aproximadamente 13,7 bilhões de anos. Mas conforme o tempo passou, a maior parte dessas partículas se aniquilou, deixando para trás uma base de matéria que virou as estrelas e as galáxias de hoje. Mas porque a matéria venceu esse duelo cósmico ainda é um mistério.

Armadilha da antimatéria

Em um estudo anterior, físicos do laboratório CERN conseguiram prender átomos de anti-hidrogênio por vários minutos, usando campos magnéticos para mantê-los suspensos.

Um átomo de anti-hidrogênio é análogo ao hidrogênio, o mais simples entre os elementos. Assim como o hidrogênio é composto de um próton e um elétron, o anti é composto de um antipróton e um pósitron (o parceiro de antimatéria do elétron).

Na nova pesquisa, os físicos descobriram que podiam aplicar raios de luzes microondas em uma frequência específica nos átomos de anti-hidrogênio, modificando seu spin (seu giro). Isso faz com que a orientação magnética da partícula mude, e sua “prisão magnética” dela deixa de existir.

Ou seja, o anti-átomo fica livre para voar e acertar as paredes da armadilha, que é feita de matéria. Quando ele colide com um átomo, é aniquilado, criando um evento que os cientistas conseguem detectar.

“Nós fizemos uma medição”, comenta Jeffrey Hangst, cientista do experimento. “Em matéria de precisão, não é tão perfeita, mas é única já feita com a antimatéria”.

O experimento prova que é possível mudar as propriedades internas do anti-átomo ao aplicar luz nele. Esse é o primeiro passo para aplicar um método de medição chamado espectroscopia, que envolve canalizar a luz em uma frequência muito específica para que ela excite os pósitrons do anti-átomo até um nível maior de energia.

Após essa passagem, o pósitron vai voltar à sua posição e emitir a energia extra, permitindo aos cientistas fazer a medição.

Espectro da antimatéria

A teoria mais aceita sobre as partículas é o Modelo Padrão. “Nós sabemos que algo está faltando. Nós sabemos que não entendemos tudo sobre a antimatéria porque não podemos explicar o que aconteceu com ela depois do Big Bang”, explica Hangst.

A melhor hipótese dos cientistas é de que as duas partículas se comportam de maneira diferente, por exemplo, decaindo em níveis diferentes. A medição pode ajudar nisso.

por Professor Leandro Aguiar Fernandes