O mistério da antimatéria solucionado? Novo experimento comprova como a antimatéria interage
O CERN publicou resultados do experimento utilizando antimatéria. Pela primeira vez, físicos conseguiram observar como é a interação da antimatéria com gravidade. Isso coloca um ponto final em uma questão levantada há séculos e o resultado é que Einstein sempre esteve certo.
A antimatéria são as partículas gêmeas das partículas que conhecemos porém com uma leve diferença. Na antimatéria, as antipartículas possuem um sinal oposto ao da sua partícula correspondente, ou seja, um antielétron tem sinal positivo e um antipróton é negativo.
Assim como as partículas interagem de forma eletromagnética, as antipartículas também e por causa disso pode formar átomos. O mais conhecido é o antihidrogênio que possui um núcleo negativo e um pósitron (o antielétron) em sua camada. Além disso, as outras interações permanecem a mesma.
O grande mistério estava na interação gravitacional: como as antipartículas interagem através da interação gravitacional? Recentemente, o CERN publicou que conseguiram observar uma interação de antipartículas com campo gravitacional e colocou o fim nessa questão.
O que é a antimatéria?
Antimatéria é composta por átomos que são feitos de antipartículas. As antipartículas são as partículas gêmeas das partículas como conhecemos exceto pela sua carga. Cada antipartícula tem uma carga oposta a da sua respectiva partícula.
Pela própria definição de antimatéria, sabemos que há uma interação eletromagnética que torna possível a formação de antimatéria. A interação fraca e forte também parecem ser direta. Apenas a interação gravitacional permanecia como um mistério.
Antimatéria é antigravidade?
Uma ideia errada que muitas pessoas tem é que a antimatéria está associada à antigravidade. Em outras palavras, a antimatéria teria uma interação gravitacional repulsiva e não atrativa como a matéria normal.
Isso significaria que se tivesse uma bola feita apenas de antimatéria, quando jogada no ar ela iria para cima e não para baixo. A antigravidade é uma busca dos físicos e investigar como a antimatéria se comporta em um campo gravitacional parece ser um ponto de partida.
O físico Albert Einstein, através de sua relatividade geral, mostrava que a antimatéria se comportaria de forma semelhante ao da matéria em relação à gravidade. Porém, ainda não havia sido observado esse efeito deixando a questão em aberta.
O problema da antimatéria
Quando observamos o Universo temos que 5% dele é composto de matéria visível. A matéria visível é a matéria composta por prótons e elétrons. Os outros 95% do Universo são compostos por energia escura e matéria escura.
A antimatéria nem aparece na porcentagem sendo uma fração minúscula do Universo. Porém, é esperado que a mesma quantidade de matéria e antimatéria tenha sido formada no início de tudo. A pergunta que fica é: cadê o resto da antimatéria?
Não sabemos onde está metade do Universo
Se matéria e antimatéria foram formadas na mesma quantidade então algo aconteceu com a antimatéria durante a evolução do Universo. A ideia mais direta é que a matéria e antimatéria se aniquilaram porém se 5% do Universo é matéria visível mostra que tem algo faltando.
Esse é um dos motivos que estudar antimatéria é tão difícil. Quando ela se encontra com a matéria comum, ela entra num processo de aniquilação onde as duas se destroem em um fenômeno energético.
Experimento do CERN
Com o intuito de responder mais perguntas sobre a antimatéria, o CERN realizou experimentos em 2022 para compreender como é a interação da antimatéria com campo gravitacional. Esse mês, os resultados foram publicados.
O resultado foi que 80% dos átomos de antihidrogênio caíram e foram aniquilados no fundo do recipiente aonde foi realizado o experimento. Esse número é o mesmo para átomos de hidrogênio comuns, significando que ambos interagem da mesma forma com o campo gravitacional.
A anti-bola não iria voar!
Apesar de ser um resultado esperado por Einstein há mais de 1 século, é a primeira vez que o efeito é observado. Isso coloca ponto final nas dúvidas que ainda sobravam se antimatéria estaria associada à antigravidade.
Segundo o time do CERN, agora o caminho é continuar estudando a antimatéria e tentar responder as outras questões associadas. Especialmente a principal: onde está a antimatéria do Universo?