Antimatéria pesa mais ou menos do que a matéria?

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/01/2012

Depois de ter criado os positrônios de Rydberg, o Dr. Mills e seus colegas trabalham agora na construção da "balança de antimatéria".
[Imagem: Mills Lab/UC Riverside]

Queda da anti-maçã

Será que a antimatéria pesa o mesmo que a matéria?

De maneira mais geral, como será que a antimatéria se comporta em relação à gravidade?

Dois corpos de antimatéria atrair-se-ão um ao outro, como dois corpos de matéria, ou será que eles apresentarão uma espécie de anti-gravidade, repelindo-se mutuamente?

Os cientistas estão próximos de responder a estas perguntas.

David Cassidy e Allen Mills, da Universidade da Califórnia, estão quase prontos para fazer uma espécie de versão da antimatéria da alegórica experiência de Newton com a queda da maçã.

Como não existe uma anti-maçã, ele farão seu experimento usando átomos de positrônio.

Átomo de antimatéria

O positrônio é um átomo exótico, feito de matéria e de antimatéria: um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro, mas sem um núcleo.

O pósitron é a antimatéria do elétron, tendo a mesma massa, mas com uma carga positiva. Se um pósitron se encontra com um elétron, os dois se aniquilam, emitindo dois fótons de raios gama.

O que os dois físicos fizeram foi separar ligeiramente o pósitron do elétron em um átomo de positrônio, de forma que essa partícula instável possa resistir à aniquilação por um tempo suficiente para seja possível fazer experiências com ele.

"Usando lasers, nós excitamos o positrônio para aquilo que é conhecido como estado de Rydberg, que torna muito fraca a coesão do átomo, com o elétron e o pósitron muito distantes um do outro," explica Cassidy.

Isso evita que os dois se destruam, dando tempo para que os cientistas façam os experimentos para estudar o comportamento da antimatéria em relação à gravidade.

Os físicos estão quase prontos para fazer uma espécie de versão da antimatéria da alegórica experiência de Newton com a queda da maçã.
[Imagem: Adaptado de PiccoloNamek/Wikipedia]

Gravidade e antimatéria

No estado de Rydberg, o tempo de vida do positrônio aumenta por um fator que varia de 10 a 100.

Mas isto ainda não é suficiente - os cientistas acreditam precisar de um fator de 10.000.

"Agora nós pretendemos usar essa técnica para dar um elevado momento angular para os átomos de Rydberg. Isso tornará ainda mais difícil para que os átomos decaiam, e eles poderão viver por até 10 milissegundos," explica Cassidy.

E a dupla está entusiasmada: eles afirmam que alcançarão isto "no futuro próximo", eventualmente até o meio deste ano.

Então, eles poderão finalmente testar a influência da gravidade sobre a antimatéria, o que será feito observando o movimento do pósitron para ver se a gravidade está curvando esse movimento.

Chocante

"Se nós descobrirmos que a antimatéria e a matéria não se comportam da mesma forma, será algo muito chocante para o mundo da física," diz o cientista.

A física atual considera que matéria e antimatéria se comportam basicamente do mesmo jeito.

"Esse pressuposto leva à consideração de que as duas deveriam ter sido criadas em quantidades iguais no Big Bang. Mas nós não vemos muita antimatéria no Universo," diz Cassidy.

Se a matéria atrai a antimatéria, então o Universo poderia ter desaparecido em um flash de raios gama logo depois de sua criação. Mas se a antimatéria "cai para cima", ou seja, se possui uma anti-gravidade, algo diferente poderia ter acontecido.

Ou seja, um comportamento desigual entre matéria e antimatéria poderia ser muito chocante, mas também poderia abrir caminhos para explicar a inexistência da antimatéria no Universo atual.

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