O brilho a laser pode ajudar a resolver o mistério por que há menos antimatéria no Universo do que a matéria comum.
Pela primeira vez, os físicos mostraram que os átomos de antimatéria parecem emitir a mesma luz que os átomos da matéria comum. Um estudo mais preciso ajudará a resolver o mistério por que a antimatéria é menor.
Para cada partícula de matéria comum, existe uma partícula de antimatéria semelhante com a mesma massa, mas a carga elétrica oposta. Por exemplo, o pósitron e o antiprotão são antipartículas de um elétron e um próton.
Quando uma partícula encontra uma antipartícula, eles se destroem, emitindo uma corrente de energia. Um grama de antimatéria aniquila um grama de substância e libera cerca de duas reservas de energia, derivadas da queda de uma bomba atômica em Hiroshima. (Não se preocupe com o perigo, pois os cientistas ainda estão muito longe de criar um grama de antimatéria).
Permanece um mistério porque há mais matéria do que antimatéria. O modelo padrão da física de partículas elementares (a melhor descrição de como os blocos de construção do Universo se comportam) sugere que o Big Bang deveria tê-los criado em números iguais.
Os cientistas gostariam de aprender mais sobre antimatéria, ver diferenças em seu comportamento e entender por que ela é tão pequena. Um dos principais experimentos será o uso de lasers para átomos de antimatéria, que podem absorver e emitir luz da mesma maneira que os átomos da matéria comum. Se átomos de hidrogênio emitem um espectro diferente de luz do que átomos de hidrogênio, tais diferenças espectrais criarão idéias sobre outras razões para sua diferença. Pela primeira vez, os pesquisadores usaram lasers para realizar análises espectrais de átomos de anti-hidrogênio.
"Eu diria que é o santo graal da física de antimatéria", disse o coautor do estudo Jeffrey Hungst, físico da Universidade de Aarhus, na Dinamarca. "Estou trabalhando há mais de 20 anos para que isso aconteça e o projeto finalmente foi lançado."
Os cientistas experimentaram o anti-hidrogênio, que é o átomo mais simples da antimatéria, já que o hidrogênio é o átomo mais simples da matéria comum, consistindo de um antipróton e um pósitron.
Minerar uma quantidade suficiente de antimatéria para experimentação tem se mostrado difícil. Para criar átomos de anti-hidrogênio, os cientistas misturaram cerca de 90 mil antiprótons com 1,6 milhão de pósitrons (antielétrons), que deram cerca de 25 mil átomos de anti-hidrogênio. Para o experimento, foi utilizado o aparelho ALPHA-2 - um gerador de antimatéria e um sistema de captura localizado na Organização Europeia para Pesquisa Nuclear (CERN) na Suíça.
Depois de criar átomos, você precisa “segurá-los com muito cuidado”, disse Khangst. O anti-hidrogênio é eletricamente neutro e, portanto, não pode ser mantido no lugar por meio de campos elétricos, e “você precisa mantê-lo longe da matéria, porque precisa de condições de vácuo”. A melhor temperatura da antimatéria é próxima do zero absoluto (menos 459,67 graus Fahrenheit ou menos 273,15 graus Celsius), por isso é lenta e fácil de segurar. Os cientistas mantêm o anti-hidrogênio em campos magnéticos muito fortes. "Agora, conseguimos armazenar cerca de 15 átomos de hidrogênio", diz Hungst.
Eles então agiram com anti-hidrogênio, fazendo com que os átomos liberassem luz. Os cientistas mediram o espectro - 10 ao décimo grau.
Agora, os espectros de luz do hidrogênio e do anti-hidrogênio são semelhantes entre si. No entanto, uma medição mais precisa ajudará a identificar as diferenças entre matéria e antimatéria, o que poderia revelar o mistério da perda de antimatéria e levar a mudanças revolucionárias no modelo padrão. "Podemos mudar as regras de trabalho", diz Hungst.
