antimatéria foi uma das descobertas mais excitantes da física do século XX. Capturada por escritores de ficção como Dan Brown, muitas pessoas pensam nisso como uma ideia teórica “lá fora” – sem saber que ele está realmente sendo produzido todos os dias. Além disso, a pesquisa sobre antimatéria está nos ajudando a entender como o universo funciona.
antimatéria é um material composto pelas chamadas antipartículas. Acredita-se que cada partícula que conhecemos tem uma companheira de antimatéria que é virtualmente idêntica a si mesma, mas com a carga oposta., Por exemplo, um elétron tem uma carga negativa. Mas a sua antipartícula, chamada positrão, tem a mesma massa, mas uma carga positiva. Quando uma partícula e sua antipartícula se encontram, elas se aniquilam-desaparecendo em uma explosão de luz. tais partículas foram inicialmente previstas pelo físico britânico Paul Dirac quando ele estava tentando combinar as duas grandes ideias da física moderna: relatividade e mecânica quântica. Anteriormente, os cientistas estavam perplexos com o fato de que parecia prever que as partículas poderiam ter energias mais baixas do que quando estavam em “repouso” (ou seja, praticamente não fazer nada)., Isso parecia impossível na época, pois significava que as energias poderiam ser negativas.
Dirac, no entanto, aceitou que as equações estavam dizendo a ele que as partículas estão realmente preenchendo um “mar” inteiro dessas energias inferiores – um mar que até agora tinha sido invisível para os físicos, uma vez que eles estavam apenas olhando “acima da superfície”. Ele imaginou que todos os níveis de energia” normais “que existem são contabilizados por partículas” normais”., No entanto, quando uma partícula salta de um estado de energia inferior, ela aparece como uma partícula normal, mas deixa um “buraco”, que nos parece como uma estranha, imagem-espelho partícula – antimatéria.
apesar do cepticismo inicial, exemplos destes pares partículas-antipartícula foram logo encontrados. Por exemplo, eles são produzidos quando os raios cósmicos atingem a atmosfera da Terra. Há até evidências de que a energia em trovoadas produz anti-elétrons, chamados positrões., Estes também são produzidos em alguns decaios radioativos, um processo usado em muitos hospitais em Tomografia de emissão Positron (PET) scanners, que permitem imagens precisas dentro dos corpos humanos. Hoje em dia, as experiências no Grande Colisor de Hádrons (LHC) também podem produzir matéria e antimatéria.
mistério matéria-antimatéria
a física prevê que matéria e antimatéria devem ser criadas em quantidades quase iguais, e que este teria sido o caso durante o Big Bang., Além disso, prevê – se que as leis da física devem ser as mesmas se uma partícula é trocada com sua antipartícula-uma relação conhecida como simetria de CP. No entanto, o universo que vemos não parece obedecer a estas regras. É quase inteiramente feito de matéria, então para onde foi toda a antimatéria? É um dos maiores mistérios da física até hoje.
Experimentos têm mostrado que alguns processos de decaimento radioativo não produzem uma quantidade igual de antipartículas e partículas. Mas não é suficiente explicar a disparidade entre quantidades de matéria e antimatéria no universo. Consequentemente, físicos como eu no LHC, no ATLAS, CMS e LHCb, e outros que fazem experimentos com neutrinos como o T2K no Japão, estão procurando outros processos que possam explicar o quebra-cabeça.,
outros grupos de físicos, como a colaboração alfa no CERN, estão trabalhando em energias muito mais baixas para ver se as propriedades da antimatéria realmente são o espelho de seus parceiros de matéria. Seus últimos resultados mostram que um átomo anti-hidrogênio (composto de um anti-próton e um anti-elétron, ou positrão) é eletricamente neutro a uma precisão de menos de um bilionésimo da carga de um elétron., Combinado com outras medições, isto implica que o Pósitron é igual e oposto à carga do elétron para melhor do que uma parte em um bilhão – confirmando o que é esperado da antimatéria. no entanto, muitos mistérios permanecem. As experiências estão também a investigar se a gravidade afecta a antimatéria da mesma forma que afecta a matéria. Se estas simetrias exatas forem mostradas quebradas, será necessária uma revisão fundamental das nossas ideias sobre física, afetando não só a física de partículas, mas também a nossa compreensão da gravidade e da relatividade., desta forma, os experimentos de antimatéria nos permitem colocar nossa compreensão do funcionamento fundamental do universo em novos e excitantes testes. Quem sabe o que vamos encontrar?
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