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Materiais Avançados

Cientistas transformam energia em matéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 13/12/2002


Conversão de energia em matéria

Da mesma forma que matéria pode ser convertida em energia, também a energia poderia se transformar em matéria. Isto é o que um time de doze pesquisadores dos Laboratórios Jefferson (Estados Unidos) está buscando em um novo experimento chamado Hall A.

Albert Einstein previu essa possibilidade em 1905, quando ele formulou sua teoria da relatividade: embora você não possa exatamente extrair algo do nada, você pode chegar quase lá. Sua famosa fórmula E=mc2 é uma via de duas mãos. Da mesma forma que matéria pode ser convertida em energia, energia também pode ser convertida em matéria.

Kaons

O experimento Hall A utilizará o canhão de elétrons do laboratório e um alvo de hidrogênio líquido para trazer à vida uma rara partícula conhecida como kaon.

A estrutura única do kaon poderá ser de grande ajuda para os cosmologistas, que deverão ser capazes de utilizar os resultados de experimentos como o Hall A para desenvolver modelos estruturais de objetos estelares feitos de "matéria escura", uma estranha matéria prevista nos modelos cosmológicos que inclui o kaon como parte de sua própria estrutura subatômica.

Descobertas preliminares indicam que os kaons resultam da interação de partículas de luz, os fótons. Os fótons, entretanto, criam mais do que kaons. Eles também produzem outras partículas, conhecidas como lambda e sigma, com sua própria estrutura quark. Todas se originam de um mar de partículas virtuais que não podem existir senão sob a ação de um golpe de energia como o fornecido pelo acelerador do laboratório.

"Quando estas coisas forem produzidas, nós tentaremos entender como elas são feitas." disse Pete Markowitz, porta-voz da equipe. "E com o que elas se parecem? Nós tentaremos obter um quadro detalhado de como os quarks vivem no interior do núcleo."

Criação do nada

O primeiro desafio que os pesquisadores se defrontaram foi a produção, em número suficiente para as experiências, das raras e fugazes partículas. A tarefa foi difícil considerando que os kaons contêm um par matéria-antimatéria, um quark "positivo" e um antiquark.

Os cientistas acreditam que os quarks sejam os elementos básicos com que a matéria é construída. Assim que uma partícula de antimatéria colide com um partícula de matéria normal, ambas as partículas são instantaneamente convertidas em energia, um processo que não facilita a observação por parte dos cientistas.

Esta etapa da experiência já foi concluída. Os cientistas do Hall A conseguiram produzir kaons suficientes para analisar os detalhes internos da partícula. Em essência, os pesquisadores fizeram com que os quarks constituintes do kaon surgissem utilizando a energia do feixe de elétrons.

"Nós criamos um kaon essencialmente do nada ao fornecer-lhe um golpe de energia." disse Markowitz. "A partir de então nosso trabalho foi medir as propriedades dessa criação. Nós queríamos determinar quais partes do kaon são do tipo quark. Nós gostaríamos de identificar exatamente do que os kaons são feitos. Qual descrição, teoricamente falando, é a mais apropriada."

O próximo passo será a investigação do hiperon, outra partícula de matéria-estranha. Os trabalhos começarão em 2004. O estudo do hiperon será o primeiro na história onde os pesquisadores poderão ver o que está acontecendo, em alta resolução. Segundo Markowitz, "nós estaremos criando uma nova forma de matéria."






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