Propriedade antimatéria “derrota” matéria em medição incrivelmente precisa de cientistas

Se a física fosse completa, o universo não existiria. Todas as partículas teriam encontrado sua antipartícula correspondente e se aniquilado em uma explosão de energia. Matéria e antimatéria parecem imagens espelhadas exatas uma da outra, afinal de contas. Não há diferença entre uma partícula e sua antipartícula, exceto o fato de ter o valor reverso de algumas de suas propriedades intrínsecas — elas são como imagens no espelho.

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Ainda assim, aqui estamos, caroços vivos de matéria comum, lendo posts de blog na internet, enquanto a antimatéria só existe em alguns casos muito específicos, como em nossos experimentos ou como produto de alguns tipos de decaimento radioativo. Uma equipe de caroços vivos na Suíça é uma das várias que estão medindo as propriedades mais fundamentais da natureza, esperando encontrar alguma diferença entre aquelas de matéria e de antimatéria. No processo, eles mediram uma propriedade única da antipartícula do próton, chamada antipróton, com precisão impressionante. Ela é tão precisa que supera até o mesmo valor do bem mais conhecido e abundante próton. Apesar de não terem encontrado uma diferença entre os dois, os cientistas ainda não estão decepcionados. “Na verdade, estou muito feliz por termos conquistado isso”, disse ao Gizmodo Stefan Ulmer, porta-voz da colaboração , no CERN, na Suíça. “Essa é uma das medições mais difíceis já conduzidas em uma armadilha Penning”, um dispositivo que usa campos magnéticos e elétricos para armazenar partículas. Então, o que é antimatéria? Toda partícula fundamental, todo elétron, próton e quark, tem uma antipartícula correspondente, de acordo com observações de cientistas. Essas antipartículas têm exatamente a mesma massa e a carga elétrica exatamente oposta do que os cientistas já mediram. Cientistas não conseguem explicar por que deveria haver tão mais matéria do que antimatéria em nosso universo, motivo pelo qual eles conduzem medições em experimentos como o BASE.

Os pesquisadores estavam especificamente estudando o momento magnético do antipróton. Essa medição é basicamente o que acontece quando você coloca a partícula em um campo magnético e vê como ela se torce para se alinhar da mesma maneira que um ímã se alinha quando você o coloca perto de outro ímã. É um número inato embutido no tecido das leis da física de partículas; é parecido com a maneira como você vem com propriedades intrínsecas embutidas em sua identidade, como um nome ou um prato favorito. Conseguir esse tipo de medição não é nenhum feito pequeno. Primeiro, a fábrica antimatéria do CERN, a “Antiproton Decelerator”, precisa desacelerar a antimatéria até energias baixas o suficiente para que cientistas façam uma medição de precisão. Então, precisam prendê-la em um vácuo equivalente àquele de profundidades do espaço entre as estrelas — caso contrário, o antipróton pode encontrar outra partícula com que se aniquilar. Então, eles observam como a partícula se move nos campos elétricos e magnéticos das armadilhas, usando as medições para calcular o momento magnético.

O número que conseguiram para o antipróton foi −2.7928473441(42)μN, com μN sendo igual a uma outra constante fundamental (como pi ou e) dividida pela massa do próton. A medição mais precisa do número do próton foi quase exatamente a mesma, mas com um sinal oposto, +2.792847350(9)μN, de acordo com o estudo publicado na Nature. Isso é ciência, então ambos esses números têm uma miríade de possíveis respostas, representadas pelos números nos parênteses — pense nos parênteses como eu dizendo “ou alguns segundos para mais ou para menos” depois de dizer “Danielle nasceu em 17 de fevereiro de 1980, às 3:14:15 pm”. Se você dissesse que Danielle nasceu no mesmo dia, mas às 3:15, alguns minutos para mais ou para menos, diríamos que nossas medições foram as mesmas, mas que a minha foi mais precisa.

Se tudo isso for número demais para você, pense apenas que: a imagem que a equipe tirou do antipróton revelou uma imagem espelhada exata da do próton, mas uma mais clara. E pelo menos para esse valor de momento magnético, a imagem é realmente muito clara. “É difícil apreciar o quão verdadeiramente difícil é fazer o que eles fazem. Estou completamente impressionado pelo que esses caras fizeram”, disse ao Gizmodo Jeffery Hangst, porta-voz de um ligado ao Antiproton Decelerator chamado ALPHA. “Isso é realmente um trabalho de arte.” Todo mundo está empolgado com a medição, mas você está certo em pensar que ainda não sabemos por que existe tão mais matéria do que antimatéria. E físicos estão usando vários experimentos para medir o tecido do universo e encontrar uma resposta. Quem quer que descubra uma resposta provavelmente vai vencer um prêmio Nobel. E tudo que esse pessoal pode mesmo fazer é continuar a procurar e a refinar seus experimentos, na esperança de encontrar alguma anomalia. Ulmer disse: “Agora temos ideias para melhorar essa medição por um fator de 100”. [via ]

Imagem do topo: CERN