Desacelerador de partículas permitirá estudar a antimatéria

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/09/2011

A antimatéria é vislumbrada como uma potencial fonte de energia, uma vez que, ao se juntar com a matéria comum, ambas se aniquilam em uma explosão de raios gama - alguns poucos gramas de antimatéria seriam suficientes para alimentar uma nave interestelar.
[Imagem: CERN]

Antiprótons

O CERN, laboratório europeu responsável pelo LHC, o maior acelerador de partículas do mundo, agora terá também o mais potente desacelerador de partículas do mundo.

O objetivo é diminuir drasticamente a energia das partículas até um nível nunca alcançado, tornando possível estudar as partículas de antimatéria.

O experimento é chamado ELENA - Extra Low Energy Antiproton Ring - anel de antiprótons de extra baixa energia.

Assim como o LHC está permitindo que os cientistas estudem os fenômenos de energias extremamente elevadas, o ELENA permitirá que eles olhem para o outro extremo, para as energias extremamente baixas, quando as partículas são resfriadas a ponto de poderem ser estudadas.

Desacelerador de antimatéria

O ELENA será um novo anel desacelerador que será adicionado a um desacelerador de partículas já existente no CERN, chamado AD (Antiproton Decelerator).

Os antiprótons desacelerados, que hoje saem do AD, serão injetados no ELENA, que reduzirá sua energia ainda mais - um anti-próton que sai hoje do AD a 5,4 MeV milhões de elétrons-volt) chegará a 100 keV (milhares de elétrons-volt) na saída do ELENA.

O projeto inclui a construção de um pós-desacelerador, um anel de resfriamento e linhas eletrostáticas para guiar as partículas.

Com isto, haverá um aumento na eficiência do aprisionamento dos antiprótons entre 10 e 100 vezes.

O ELENA será um novo anel desacelerador que será adicionado a um desacelerador de partículas já existente no CERN, chamado AD (Antiproton Decelerator).
[Imagem: Cern]

Produção de antimatéria

Hoje, no experimento AD, a antimatéria tem que passar por um sistema de lâminas metálicas para reduzir sua energia e permitir que ela atinja os experimentos propriamente ditos - os aparelhos usados para estudá-la.

O problema é que esse mecanismo de frenagem gera uma perda de 99,9% das antipartículas geradas.

No ELENA, a um nível mais baixo de energia, essas folhas poderão ser muito mais finas, elevando drasticamente a quantidade de antiprótons efetivamente disponíveis para os experimentos, ou seja, a quantidade da antimatéria produzida que poderá ser aproveitada.

A antimatéria é vislumbrada como uma potencial fonte de energia, uma vez que, ao se juntar com a matéria comum, ambas se aniquilam em uma explosão de raios gama - alguns poucos gramas de antimatéria seriam suficientes para alimentar uma nave interestelar.

Mas não existem minas de antimatéria, a antimatéria tem que ser produzida artificialmente, o que é feito juntando feixes de energia e forçando a colisão de partículas.

Toda a antimatéria produzida hoje pelo CERN durante um ano daria no máximo para acender uma lâmpada por alguns segundos - muito mais energia do que isso é gasta em sua produção.

A compreensão das antipartículas poderá revelar maneiras mais eficientes de produzir a antimatéria e, eventualmente, abrir caminho para seu uso na geração de energia.

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Influência da gravidade sobre a antimatéria

Os primeiros antiátomos - anti-hidrogênio - foram criados nos laboratórios do CERN em 1995, abrindo caminho para as primeiras experiências com a antimatéria.

Há cerca de um ano, os cientistas finalmente conseguiram capturar a antimatéria pela primeira vez, abrindo uma série de sucessos na área.

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Poucos meses depois, a antimatéria foi presa em uma armadilha por quase 17 minutos, permitindo que ela começasse a ser estudada.

Além das pesquisas de física básica, os cientistas estão tirando proveito desses avanços testando o uso dos antiprótons para o tratamento do câncer. Os equivalentes de antimatéria dos elétrons - os pósitrons - já são largamente usados na área da saúde, na chamada Tomografia por Emissão de Pósitrons.

Com o início da operação do ELENA, os pesquisadores poderão ainda fazer comparações detalhadas entre os átomos de hidrogênio e de anti-hidrogênio e medir a influência da gravidade sobre a antimatéria, com largas implicações sobre os modelos cosmológicos e a forma como compreendemos o Universo.

O novo desacelerador ELENA começará a ser construído em 2013, devendo entrar em operação em 2016.

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