Medições precisas da antimatéria tornam a nossa existência ainda mais misteriosa

Um ponto previsível do nosso universo é que os opostos se equilibram. Para cada tipo de partícula normal, feita de matéria, existe uma antipartícula da mesma massa que tem a carga elétrica oposta.

Os eletrões têm antieletrões (ou positrões), protões têm antiprotões. A nova medição também mostra que a antimatéria e matéria comportam-se de forma idêntica.

Quando partículas de matéria e a antimatéria se encontram, porém, anulam-se uma à outra, deixando apenas energia. Os físicos acreditam que no início do Universo, terá havido uma quantidade igual de matéria e antimatéria criada pelo Big Bang, e que cada uma deveria ter causado a destruição da outra.

De acordo com esta hipótese, o universo não deveria existir.

Mas é aqui que o enredo se complica: não conhecemos nenhuma antimatéria primordial que tenha sobrevivido ao Big Bang. Então por que motivo a matéria sobreviveu ao Big Bang mas a antimatéria não?

Uma das melhores formas de responder a esta pergunta é medir as propriedades fundamentais da matéria e da sua antimatéria da forma mais precisa possível e comparar os resultados, diz Stefan Ulmer, físico da instituição de pesquisa japonesa Riken.

Este cientista não está envolvido na nova pesquisa da medição da antimatéria que foi publicada esta quarta-feira na revista Nature.

Para medir a antimatéria, porém, é necessário antes de mais produzi-la. Recentemente, alguns físicos têm estudado o anti-hidrogénio, ou antimatéria do hidrogénio, já que este é uma das substâncias mais conhecidas.

Produzir anti-hidrogénio requer a mistura de 90 mil antiprotões com 3 milhões de positrões para produzir 50 mil átomos de anti-hidrogénio, sendo que apenas 20 deles são capturados por ímanes de 28 centímetros de comprimento para estudo posterior.

No estudo em questão, os cientistas conseguiram realizar a medição mais precisa do anti-hidrogénio. Para isso, precisaram de produzir 15 mil átomos de hidrogénio – o processo descrito acima repetido 750 vezes,  estudando a frequência da luz emitida ou absorvida por átomos quando saltam para um estado de energia mais alto.

A medição dos níveis de energia do anti-hidrogénio e a quantidade de luz absorvida estão de acordo com as “contra-pares” hidrogénio, com uma precisão de 2 partes por bilião. Esta medição é uma melhoria dramática quando comparada com as realizadas anteriormente.

“É muito raro que experimentalistas aumentem a precisão de uma medição num fator de 100″, explica Ulmer ao Live Science. Jeffrey Hangst, físico da Universidade Aarhus, na Dinamarca, e co-autor do estudo, acrescenta que “há 20 anos as pessoas achavam que isto nunca iria acontecer”.

Então o que nos diz essa medição?

Como era esperado, o hidrogénio e o anti-hidrogénio comportam-se de forma idêntica. Agora, sabemos que também são idênticos numa medição com uma precisão da ordem das de partes por bilião.

Porém, Ulmer considera que esta medição não elimina a possibilidade de que haja uma discordância entre os dois tipos de matéria, se medidas com um nível ainda maior de precisão.

Hangst e os seus colegas pretendem agora realizar medições ainda mais precisas e explorar como a antimatéria reage com a gravidade. Será que cai como a matéria normal ou, por outro lado, “cai para cima“?

Hangst acredita que este mistério pode ser resolvido antes do final deste ano. “Temos outros truques nas nossas mangas”.

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