Ciência está prestes a comprovar simetria entre matéria e antimatéria
Pesquisadores medem com precisão inédita massa do antipróton. Descoberta praticamente confirma um dos fundamentos teóricos da física moderna
Cientistas conseguiram comprovar com precisão inédita que a massa do antipróton é idêntica à sua contraparte visível, o próton. O resultado mostra algo antes só previsto em teoria: existe simetria entre as massas das partículas de matéria e antimatéria. Os cientistas precisam entender a relação entre as massas dessas partículas fundamentais para descobrir por que a natureza parece ter escolhido a matéria em vez da antimatéria.
O mundo visível é formado pelo que chamamos de matéria. Ela é composta por várias partículas fundamentais. Uma delas é o próton, de carga positiva, no núcleo dos átomos. Essa área é envolta por elétrons, de carga negativa. Já a antimatéria, invisível, é formada exatamento pelos mesmos “tijolos” da matéria, a não ser pela carga contrária.
Os físicos acreditam que o universo foi criado com a mesma quantidade de matéria e antimatéria. Só assim as equações fazem sentido. Contudo, por algum motivo desconhecido, esse equilíbrio foi quebrado: a variante que reina no mundo visível é a matéria, e não a antimatéria. Isso quer dizer que tanto a matéria quanto a antimatéria existem no universo, mas há um pouco mais da primeira disposta em planetas, estrelas e galáxias. Por quê? Ninguém sabe ainda.
Os cientistas sabem, porém, que a antimatéria existe. É possível criar átomos com partículas “invertidas” em laboratório, sob condições muito especiais. A mais importante delas é o vácuo. É que os átomos de antimatéria se desfazem em contato com qualquer quantidade infinitesimal de matéria, deixando apenas um rastro de energia e gerando outras partículas.
O átomo de antimatéria possui um antipróton de carga negativa envolto por pósitrons, que são como os elétrons, mas com carga positiva. A antimatéria seria, então, uma versão espelhada da matéria, preservando todas suas características, apenas em sentido contrário. É o princípio da simetria entre a matéria e a antimatéria.
Para comprovar essa simetria, os cientistas precisam medir com extrema precisão a massa das partículas de antimatéria e compará-la com as medições já conhecidas da matéria. Se o antipróton tiver absolutamente o mesmo peso do próton, quer dizer que há simetria entre as partículas. Trabalhos anteriores mostraram que havia uma semelhança entre as massas dessas partículas, mas era necessário realizar medições ainda mais precisas.
Utilizando uma técnica inovadora com dois raios laser opostos, cientistas do CERN, o laboratório de pesquisas atômicas da Europa, conseguiram medir a massa do antipróton em relação ao elétron com precisão de dez casas decimais. O valor é idêntico ao da massa do próton em relação ao elétron.
Para se ter ideia da precisão obtida no experimento, o chefe da pesquisa, o japonês Masaki Hori, explica: “É como se estivéssemos medindo o peso da Torre Eiffel e a margem de erro do experimento fosse equivalente ao peso de um papagaio descansando no topo da torre. Agora, queremos diminuir essa margem para uma pena”, disse.
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