Disque-antimatéria: Tudo pronto para transportar antimatéria em caminhão

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/10/2024

A armadilha transportável de antimatéria, chamada BASE-STEP, içada pelo guindaste (à esquerda) antes de ser colocada no caminhão.
[Imagem: CERN]

Antimatéria no caminhão

Desde 2018, físicos do CERN, a entidade que coordena o acelerador LHC, estão trabalhando para criar uma espécie de mala para transportar antimatéria em um caminhão.

Depois de alguns atrasos, a coisa não ficou tão pequena quanto se esperava, e mais se parece com um pequeno contêiner do que com uma mala, mas a ideia de passear com a antimatéria de caminhão permanece.

O recipiente mede 1,9 metro de comprimento, 0,8 metro de largura, 1,6 metro de altura e pesa praticamente uma tonelada.

E o primeiro teste tampouco foi feito com antimatéria, mas com prótons: A equipe do Experimento BASE-STEP transportou uma nuvem de 70 prótons em um caminhão através do campus principal do CERN.

"Se você pode fazer isso com prótons, também funcionará com antiprótons," disse Christian Smorra, membro da colaboração. "A única diferença é que você precisa de uma câmara de vácuo muito melhor para os antiprótons."

Esta é a primeira vez que partículas soltas foram transportadas em uma armadilha reutilizável que os cientistas podem então abrir em um novo local e transferir o conteúdo para outro experimento.

O objetivo final é criar um serviço de entrega de antiprótons do CERN para experimentos localizados em outros laboratórios.

• Quatro coisas que você pode não saber sobre antimatéria

Este é o coração da "mala", a armadilha que mantém a antimatéria afastada da matéria, evitando que ambas entrem em contato e se transformem em um feixe de raios gama.
[Imagem: Christian Smorra]

Por que transportar antimatéria?

A antimatéria é uma classe natural de partículas que é quase idêntica à matéria comum, exceto que as cargas e propriedades magnéticas são invertidas. Isso tem confundido os cientistas há décadas porque, de acordo com o modelo mais aceito atualmente, o Big Bang deveria ter produzido quantidades iguais de matéria e antimatéria. Essas partículas iguais, mas opostas, teriam se aniquilado rapidamente, deixando um Universo fervente, mas vazio.

Os físicos suspeitam que há diferenças "ocultas" que podem explicar por que a matéria sobreviveu e a antimatéria praticamente desapareceu.

O experimento BASE, sigla em inglês para Experimento de Simetria de Bárions e Antibárions, tenta responder a essa questão medindo com muita precisão as propriedades dos antiprótons (antimatéria), como seu momento magnético intrínseco, e então comparando essas medições com aquelas feitas com prótons (matéria). No entanto, a precisão que o experimento pode atingir é limitada por sua localização.

"O equipamento acelerador no salão AD [Desacelerador de Antimatéria] gera flutuações de campo magnético que limitam o quão longe podemos levar nossas medições de precisão," detalhou o pesquisador Stefan Ulmer. "Se quisermos obter uma compreensão ainda mais profunda das propriedades fundamentais dos antiprótons, precisamos nos mudar."

Para isso a equipe criou o Projeto BASE-STEP, cujo objetivo é capturar antiprótons e então transferi-los para uma instalação onde seja possível estudá-los com maior precisão. Para isso, eles precisam de um dispositivo que seja pequeno o suficiente para ser carregado em um caminhão e que possa resistir aos solavancos e vibrações que são inevitáveis durante o transporte terrestre.

A armadilha transportável sendo posta no caminhão antes de seguir para seu passeio de teste.
[Imagem: CERN]

Recipiente para guardar antimatéria

O trabalho para construir tanques para guardar antimatéria já dura mais de uma década, mas transportá-la exige um aparato mais aprimorado.

O aparelho atual inclui um ímã supercondutor, um aparato de resfriamento criogênico, reservas de energia e uma câmara de vácuo, que captura as partículas usando campos magnéticos e elétricos.

Embora pese uma tonelada, o BASE-STEP é muito mais compacto do que qualquer sistema existente usado para estudar antimatéria. Por exemplo, ele tem uma área cinco vezes menor do que o experimento BASE original, pois deve ser estreito o suficiente para passar por portas comuns de laboratório.

Durante o teste, os cientistas usaram prótons presos como análogos dos antiprótons. Prótons são um ingrediente-chave de cada átomo, o mais simples dos quais é o hidrogênio (um próton e um elétron). Mas armazenar prótons como partículas soltas e então movê-los na carroceria de um caminhão é um desafio porque qualquer pequena perturbação atrairá os prótons não ligados de volta para um núcleo atômico.

Após esse teste bem-sucedido, que incluiu amplo monitoramento e coleta de dados, a equipe planeja refinar seu procedimento com o objetivo de transportar antimatéria no ano que vem.

Outro experimento, chamado PUMA, está preparando outra armadilha transportável de antimatéria. Também no ano que vem, a equipe planeja transportar antiprótons por 600 metros entre dois laboratórios do CERN (ADH e Isolde) para usá-los para estudar as propriedades e a estrutura de núcleos atômicos exóticos.

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