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A antimatéria cai para cima ou para baixo?

A antimatéria cai para cima ou para baixo?
Será que os átomos de antimatéria pesam o mesmo que os átomos de matéria, ou será que existe um "peso negativo"?[Imagem: Chukman So]

Antigravidade

Os átomos que compõem a matéria normal caem, puxados pela gravidade.

Então, será que os átomos de antimatéria vão cair para cima?

Será que eles sentem a gravidade da mesma forma que os átomos comuns, ou será que existe alguma coisa como uma antigravidade?

"No caso improvável de que a antimatéria caia para cima, teríamos de rever fundamentalmente a nossa visão da física e repensar a forma como o Universo funciona," confessa Joel Fajans, do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, nos Estados Unidos.

Fajans é um perito em antimatéria, fazendo parte do grupo que capturou antimatéria tempo suficiente para que os físicos começassem a estudá-la.

O grande problema é mantê-la estável o suficiente para estudá-la a fundo.

Até agora, todos os indícios de que a gravidade funcionaria do mesmo jeito para a matéria e para a antimatéria são indiretos - algumas equipes já se perguntam se a antimatéria pesa mais ou menos do que a matéria.

Assim, Fajans e seu colega Jonathan Wurtele decidiram usar suas pesquisas com o anti-hidrogênio para enfrentar diretamente a questão.

Se a interação da gravidade com anti-átomos for muito forte, então a anomalia seria detectável nos dados coletados dos 434 anti-átomos observados no projeto ALPHA - a Colaboração ALPHA é um consórcio internacional de cientistas, contando inclusive com a participação de brasileiros.

Contudo, os primeiros resultados, que mediram a proporção da massa gravitacional desconhecida do anti-hidrogênio em relação à sua massa inercial, que é conhecida, não resolveram a questão. Longe disso.

Se um átomo de anti-hidrogênio cai para baixo, sua massa gravitacional não pode ser mais do que 110 vezes maior do que a sua massa inercial. Se ele cair para cima, a sua massa gravitacional deverá ser de, no máximo, 65 vezes maior.

O que os resultados mostraram é que é possível medir a gravidade da antimatéria, desde que se disponha de um aparato experimental com uma precisão muito maior do que se dispõe hoje.

A antimatéria cai para cima ou para baixo?
A Colaboração ALPHA, que funciona no CERN, fez os maiores avanços até hoje no estudo da antimatéria. [Imagem: Niels Madsen ALPHA/Swansea]

Como medir a queda da antimatéria

O problema está em deixar o anti-átomo de hidrogênio cair.

Quando os ímãs que prendem a antimatéria são desligados, os anti-átomos rapidamente tocam a matéria comum das paredes da armadilha e são aniquilados em flashes de energia.

Em princípio, se os pesquisadores souberem a localização precisa de um anti-átomo e sua velocidade quando a armadilha é desligada, tudo o eles têm de fazer é medir o tempo que leva para que o anti-hidrogênio atinja a parede e produza o flash de luz.

O problema é que os campos magnéticos do experimento ALPHA não desligam imediatamente - eles levam cerca de 30 milésimos de segundo para atingir um valor próximo de zero.

Enquanto isso, ocorrem flashes em todas as paredes da armadilha em momentos e pontos diferentes, sem que se consiga atribuir o efeito a um anti-átomo específico.

Assim, a resposta à questão de como a antimatéria reage com a gravidade terá que esperar a construção de um aparelho mais preciso.

"Existe alguma coisa parecida com uma antigravidade? Com base nos testes de queda livre feitos até o momento, não se pode dizer que sim ou que não. Esta é a primeira palavra, no entanto, não será a última," relatou Fajans.

Bibliografia:

Description and first application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen
C. Amole, M. D. Ashkezari, M. Baquero-Ruiz, W. Bertsche, E. Butler, A. Capra, C. L. Cesar, M. Charlton, S. Eriksson, J. Fajans, T. Friesen, M. C. Fujiwara, D. R. Gill, A. Gutierrez, J. S. Hangst, W. N. Hardy, M. E. Hayden, C. A. Isaac, S. Jonsell, L. Kurchaninov, A. Little, N. Madsen, J. T. K. McKenna, S. Menary, S. C. Napoli, P. Nolan, A. Olin, P. Pusa, C. O. Rasmussen, F. Robicheaux, E. Sarid, D. M. Silveira, C. So, R. I. Thompson, D. P. van der Werf, J. S. Wurtele, A. I. Zhmoginov, A. E. Charman
Nature Communications
Vol.: 4: 1785
DOI: 10.1038/ncomms2787




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