Você já ouviu falar da tal da antimatéria?
Por João Pinheiro
Tome cuidado com a antimatéria! Nunca cruze com um “antivocê” e evite desaparecer eternamente. A antimatéria, como você já deve imaginar, é o contrário da matéria comum, a usada e vista por nós diariamente. Essa antimatéria também pode sumir quando encontra com a matéria correspondente [?]. Veja melhor abaixo.
Antimatéria, na física de partículas e na química quântica, é a extensão do conceito de antipartícula da matéria, por meio de que a antimatéria é composta de antipartículas da mesma maneira que matéria normal está composta das partículas.
É o inverso do que é a matéria. Ela é composta de antipartículas, que possuem a mesma característica das partículas (massa e rotação), mas com carga elétrica contrária. É o caso do pósitron, também conhecido como antielétron, que tem carga positiva. Ou do antipróton, que, diferente do próton, é negativo.
A NASA (em inglês) possivelmente está apenas a algumas décadas de desenvolver uma espaçonave movida a antimatéria que cortaria os custos de combustível para uma fração do que custam agora. Em outubro de 2000, cientistas da NASA anunciaram projetos incipientes de um motor movido a antimatéria que poderia gerar um impulso enorme com quantidades pequenas de combustível de antimatéria.
Aproximadamente 10g de antiprótons seriam combustível suficiente para enviar uma espaçonave tripulada até Marte em um mês. Atualmente, leva quase um ano para uma espaçonave não tripulada chegar a Marte. Em 1996, a Mars Global Surveyor demorou 11 meses para chegar a Marte.
Estudos recentes, conduzidos pelo Fermilab, nos Estados Unidos, e pelo LHCb, na Europa, constataram um evento que pode ser a chave para a resposta dessa pergunta. De acordo com os físicos dos dois laboratórios, certas partículas decaem ― ou seja, se transformam em outras partículas ― em proporções diferentes das suas contrapartes.
Segundo a BBC, estudos conduzidos tanto pelo Fermilab quanto pelo LHCb — um dos detectores de partículas do LHC — tentaram entender melhor como as partículas subatômicas conhecidas como D-mésons viram outras com o passar do tempo.
As D-mésons são compostas por partículas menores, conhecidas como quarks charm, que podem se transformar em outras duas partículas, kaons e pions. Até então, nosso conhecimento sobre a Física declarava que o decaimento dessas partículas deveria ser praticamente o mesmo que o das respectivas antipartículas, com uma variação de, no máximo, 0,1%.
Porém, o experimento conduzido pelo LHCb demonstrou que esse decaimento é muito mais desigual, chegando a uma diferença de até 0,8% entre partícula e antipartícula. O Fermilab também confirmou resultado semelhante, encontrando uma diferença de 0,62% entre os dois decaimentos.
Em entrevista para a rede de notícias britânica, os cientistas confessaram estar surpresos com essa constatação, já que o resultado é muito incomum. Para tornar tudo mais incrível, os dois experimentos chegaram ao mesmo resultado usando métodos e ambientes diferentes, o que deve dar ainda mais credibilidade às pesquisas.
De acordo com a Dra. Tara Shears, que trabalhou no experimento do LHCb, ainda não está claro se essas descobertas darão origem a uma nova Física ou se apenas guiarão a humanidade a um melhor entendimento do Modelo Padrão, seguido pelos profissionais dessa área. De qualquer forma, parece claro que os dados coletados merecem uma atenção maior.
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Tome cuidado com a antimatéria! Nunca cruze com um “antivocê” e evite desaparecer eternamente. A antimatéria, como você já deve imaginar, é o contrário da matéria comum, a usada e vista por nós diariamente. Essa antimatéria também pode sumir quando encontra com a matéria correspondente [?]. Veja melhor abaixo.
O que é antimatéria?
O conceito de antimatéria foi proposto pelo físico inglês Paul Dirac em 1928. Ele revisou a equação de Einstein, considerando que a massa também poderia ser negativa. Sendo assim, a fórmula ficaria: E = ±mc². Com base na teoria, a comunidade científica passou a estudar o tema mais a fundo e descobriu uma potente fonte de energia, com 100% de aproveitamento.
Hoje, o grande desafio é conseguir produzi-la em grande quantidade, já que ela não é encontrada na Terra.
Essas antipartículas são, literalmente, imagens-espelho da matéria normal. Cada antipartícula possui a mesma massa que a sua partícula correspondente, mas as cargas elétricas são inversas. Aqui vão algumas descobertas sobre antimatéria no século XX:
Antipartículas
>>> Pósitrons são elétrons com uma carga positiva ao invés de negativa. Descobertos por Carl Anderson em 1932, os pósitrons foram a primeira evidência de que a antimatéria existe.
>>> Antiprótons são prótons que possuem uma carga negativa ao invés da carga positiva normal; em 1955, pesquisadores de Berkeley Bevatron produziram um antipróton.
>>> Antiátomos são formados pelo emparelhamento pósitrons e antiprótons, criados primeiramente pelos cientistas do CERN, a Organização Européia para a Pesquisa Nuclear; nove átomos de anti-hidrogênio foram criados, cada um durando apenas 40 nanosegundos; já em 1998, pesquisadores do CERN estavam impulsionando a produção de átomos de anti-hidrogênio para 2.000/h.
Quando a antimatéria entra em contato com a matéria normal, essas partículas iguais, mas opostas, colidem para produzir uma explosão emitindo radiação pura, que é emanada a partir do ponto da explosão à velocidade da luz. Ambas as partículas que criaram a explosão são totalmente aniquiladas, deixando para trás outras partículas subatômicas.
A explosão que ocorre quando antimatéria e matéria interagem, transforma toda a massa de ambos os objetos em energia. Os cientistas acreditam que esta energia é mais poderosa do que qualquer outra que possa ser gerada por outros métodos de propulsão.
Motor matéria-antimatéria
A quantidade de antimatéria necessária para abastecer o motor para uma viagem de um ano para Marte poderia ser tão pequeno quanto um milionésimo de grama, de acordo com um relatório da edição daquele mês do Journal of Propulsion and Power.
A propulsão de matéria-antimatéria será a propulsão mais eficiente jamais desenvolvida, porque 100% da massa de matéria e antimatéria é convertida em energia. Quando matéria e antimatéria colidem, a energia liberada pela sua aniquilação é cerca de 10 bilhões de vezes maior que a energia química liberada pela combustão de hidrogênio e carbono, o tipo utilizado pelo ônibus espacial.
A propulsão de matéria-antimatéria será a propulsão mais eficiente jamais desenvolvida, porque 100% da massa de matéria e antimatéria é convertida em energia. Quando matéria e antimatéria colidem, a energia liberada pela sua aniquilação é cerca de 10 bilhões de vezes maior que a energia química liberada pela combustão de hidrogênio e carbono, o tipo utilizado pelo ônibus espacial.
Reações de matéria-antimatéria são 1.000 vezes mais poderosas do que a fissão nuclear produzida em usinas de energia nuclear e 300 vezes mais poderosas que a energia da fusão nuclear. Portanto, motores de matéria-antimatéria têm o potencial de nos levar mais longe com menos combustível. O problema é criar e armazenar a antimatéria.
Os cientistas acreditam que a velocidade de uma espaçonave movida a matéria-antimatéria permitiria ao homem ir aonde nenhum outro jamais esteve no espaço. Seria possível fazer viagens a Júpiter e até mesmo para além da heliopausa, o ponto no qual a radiação do Sol termina. Mas ainda vai levar muito tempo até que os astronautas peçam para que o imediato da espaçonave os impulsionem à velocidade de dobra.
Descobertas recentes podem mudar a Física
Segundo a BBC, estudos conduzidos tanto pelo Fermilab quanto pelo LHCb — um dos detectores de partículas do LHC — tentaram entender melhor como as partículas subatômicas conhecidas como D-mésons viram outras com o passar do tempo.
As D-mésons são compostas por partículas menores, conhecidas como quarks charm, que podem se transformar em outras duas partículas, kaons e pions. Até então, nosso conhecimento sobre a Física declarava que o decaimento dessas partículas deveria ser praticamente o mesmo que o das respectivas antipartículas, com uma variação de, no máximo, 0,1%.
Porém, o experimento conduzido pelo LHCb demonstrou que esse decaimento é muito mais desigual, chegando a uma diferença de até 0,8% entre partícula e antipartícula. O Fermilab também confirmou resultado semelhante, encontrando uma diferença de 0,62% entre os dois decaimentos.
Em entrevista para a rede de notícias britânica, os cientistas confessaram estar surpresos com essa constatação, já que o resultado é muito incomum. Para tornar tudo mais incrível, os dois experimentos chegaram ao mesmo resultado usando métodos e ambientes diferentes, o que deve dar ainda mais credibilidade às pesquisas.
De acordo com a Dra. Tara Shears, que trabalhou no experimento do LHCb, ainda não está claro se essas descobertas darão origem a uma nova Física ou se apenas guiarão a humanidade a um melhor entendimento do Modelo Padrão, seguido pelos profissionais dessa área. De qualquer forma, parece claro que os dados coletados merecem uma atenção maior.
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Fonte: Wikipédia; How Stuff Works; Mega Curioso
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