Confirmado: Antimatéria não cai para cima

Redação do Site Inovação Tecnológica - 27/09/2023

Este gráfico mostra átomos de anti-hidrogênio caindo e se aniquilando dentro de uma armadilha magnética, parte do experimento ALPHA-g no CERN para medir o efeito da gravidade na antimatéria.
[Imagem: NSF]

Antimatéria é atraída pela gravidade

Se você soltar um punhado de antimatéria a uma certa altura do chão, ela irá cair para baixo ou levitar? E se existir uma estrela de antimatéria, ela terá uma força repulsiva, uma antigravidade, em vez de tradicional força gravitacional atrativa que conhecemos?

A julgar por um experimento inédito, feito utilizando anti-hidrogênio - a antimatéria do gás hidrogênio -, parece que não: Os dados indicam que a antimatéria não "cai para cima", ela cai para baixo como a matéria comum.

A aceleração gravitacional da antimatéria medida no experimento ficou próxima da aceleração gravitacional da matéria normal na Terra: 1 g, ou 9,8 metros por segundo ao quadrado (m/s²) - mais precisamente, a aceleração gravitacional da antimatéria está dentro de cerca de 25% (um desvio padrão) da gravidade normal.

Os resultados foram obtidos pela colaboração ALPHA, sigla em inglês para Aparato de Física a laser de Anti-Hidrogênio, localizado no Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN) em Genebra, na Suíça. Ao longo dos últimos anos, este laboratório tem gerado uma riqueza de informações sobre a antimatéria.

"Ela certamente acelera para baixo e está dentro de um desvio padrão da aceleração na taxa normal," disse o professor Joel Fajans. "O resultado final é que não existe almoço grátis e não seremos capazes de levitar usando antimatéria."

Ao confirmar que a antimatéria e a matéria comum são atraídas gravitacionalmente, os resultados também excluem a repulsão gravitacional como a razão pela qual praticamente não vemos antimatéria no Universo observável, quando ambas devem ter sido criadas em proporções iguais no Big Bang.

Mas seria interessante se fosse o contrário

Apesar de jogar um balde de água fria em muitos sonhos de tecnologias vistas na ficção científica, o resultado não surpreendeu a maioria dos físicos. A teoria da Relatividade Geral de Einstein, embora concebida antes da descoberta da antimatéria, que ocorreu em 1932, trata toda a matéria de forma idêntica, implicando que a antimatéria e a matéria respondem da mesma forma a todas as forças, incluindo a força gravitacional. Toda matéria normal, como prótons, nêutrons e elétrons, possui antipartículas que carregam carga elétrica oposta e, quando encontram sua contraparte de matéria normal, aniquilam-se completa e imediatamente.

"O resultado oposto teria tido grandes implicações; seria inconsistente com o princípio da equivalência fraca da Teoria Geral da Relatividade de Einstein," disse o professor Jonathan Wurtele. "Este experimento [representa] a primeira vez que foi feita uma medição direta da força da gravidade na antimatéria neutra. É mais um passo no desenvolvimento do campo da ciência da antimatéria neutra."

De fato, nenhuma teoria física realmente prevê que a gravidade deva ser repulsiva para a antimatéria. Alguns físicos afirmam que, se fosse assim, seria possível criar uma máquina de movimento perpétuo, o que as teorias atuais afirmam ser impossível. E os resultados batem com outros experimentos, como o BASE, que mostrou que a antimatéria não cai para cima comparando a razão carga-massa para o próton e o antipróton.

No entanto, a ideia de que a antimatéria e a matéria pudessem ser afetadas de forma diferente pela gravidade era atraente porque poderia explicar alguns enigmas cósmicos. Por exemplo, esse comportamento poderia ter levado à separação espacial da matéria e da antimatéria no universo primitivo, explicando por que vemos apenas uma pequena quantidade de antimatéria no Universo que nos rodeia. A maioria das teorias prevê que quantidades iguais de matéria e antimatéria deveriam ter sido produzidas durante o Big Bang que deu origem ao Universo.

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