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Energia

Primeiro canhão de antimatéria está pronto e disparando

Redação do Site Inovação Tecnológica - 22/01/2014

Físicos constroem primeiro canhão de antimatéria
O disparo de átomos de anti-hidrogênio - ou antiátomos de hidrogênio - pode ajudar a desvendar o mistério da antimatéria e estabelecer uma nova física.
[Imagem: Cern]

Canhão de antimatéria

Cientistas do CERN, a instituição que comanda o LHC, conseguiram pela primeira vez produzir um feixe de antimatéria.

O disparo de átomos de anti-hidrogênio - ou antiátomos de hidrogênio - foi feito pela equipe ASACUSA, sigla em inglês para "Espectroscopia Atômica e Colisões Usando Antiprótons Lentos".

A antimatéria primordial nunca foi observada no Universo, e sua ausência continua sendo um grande enigma científico - o modelo cosmológico do Big Bang estabelece que foram criadas quantidades iguais de matéria e antimatéria.

No entanto, é possível produzir quantidades significativas de anti-hidrogênio no CERN, em experimentos misturando antielétrons (pósitrons) e antiprótons.

O feixe de antimatéria produzido, por enquanto, é bastante ralo: a equipe detectou 80 átomos de anti-hidrogênio a 2,7 metros do local de sua produção e disparo, uma distância onde a influência perturbadora dos campos magnéticos utilizados para produzir os antiátomos é pequena.

Canhão de antimatéria
O "canhão de antimatéria" ejeta os antiátomos do local de sua produção e armazenamento para um ponto distante o suficiente da ação dos campos magnéticos.
[Imagem: Cern]

Por que um canhão de antimatéria?

A teoria estabelece que os espectros do hidrogênio e do anti-hidrogênio são idênticos.

Assim, qualquer pequena diferença entre eles imediatamente abriria uma janela para uma nova física, e poderia ajudar a resolver o mistério da antimatéria.

Matéria e antimatéria se aniquilam imediatamente quando se encontram, liberando raios gama. Por isso, além de criar o anti-hidrogênio, um dos principais desafios é manter os antiátomos longe da matéria comum.

Para isso, os físicos tiram proveito das propriedades magnéticas do anti-hidrogênio - que são semelhantes às do hidrogênio - e usam campos magnéticos muito fortes e não-uniformes para prender os antiátomos para estudá-los.

Contudo, os fortes gradientes do campo magnético da armadilha degradam as propriedades espectroscópicas dos antiátomos, atrapalhando seu estudo.

A saída então é criar um "canhão de antimatéria", que ejete os antiátomos do local de sua produção e armazenamento para um ponto distante o suficiente da ação dos campos magnéticos.

Foi isso o que a equipe ASACUSA conseguiu, construindo um canhão que dispara os átomos de antimatéria de sua armadilha magnética a uma distância de quase três metros.

Segundo os pesquisadores, o próximo passo será otimizar a intensidade e a energia cinética dos feixes de anti-hidrogênio - tornar o canhão mais potente - e compreender melhor o estado quântico da antimatéria.

Bibliografia:

Artigo: A source of antihydrogen for in-flight hyperfine spectroscopy
Autores: N. Kuroda, S. Ulmer, D. J. Murtagh, S. Van Gorp, Y. Nagata, M. Diermaier, S. Federmann, M. Leali, C. Malbrunot, V. Mascagna, O. Massiczek, K. Michishio, T. Mizutani, A. Mohri, H. Nagahama, M. Ohtsuka, B. Radics, S. Sakurai, C. Sauerzopf, K. Suzuki, M. Tajima, H. A. Torii, L. Venturelli, B. Wunschek, J. Zmeskal, N. Zurlo, H. Higaki, Y. Kanai, E. Lodi Rizzini, Y. Nagashima, Y. Matsuda, E. Widmann, Y. Yamazaki
Revista: Nature Communications
Vol.: 5, Article number: 3089
DOI: 10.1038/ncomms4089






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