Cientistas descobrem partícula “angelical” que é a sua própria anti-partícula

Toda a partícula fundamental no universo tem uma anti-partícula, com a mesma massa, mas carga oposta. Se uma partícula encontra a sua anti-partícula, as duas aniquilam-se em um flash de energia.

Desde 1937, no entanto, que os cientistas acreditam que há excepções a essa regra: certas partículas que são as suas próprias anti-partículas.

Agora, investigadores da Universidade de Stanford e da Universidade da Califórnia, ambas nos EUA, encontraram a primeira evidência forte desse tipo de partícula, que chamaram de “partícula anjo”. A pesquisa foi publicada na revista científica Science.

Férmions de Majorana

O físico Ettore Majorana foi o primeiro a realçar uma lacuna na família de partículas dos fermiões. Protões, electrões, neutrões, neutrinos e quarks são todos fermiões, e todos têm anti-partículas correspondentes. De acordo com os cálculos de Majorana, contudo, deve haver partículas que sejam as suas próprias anti-partículas.

Como não têm carga, neutrões e neutrinos mostraram-se os melhores candidatos a serem estes fermiões de Majorana. Mas desde então, já foram descobertos os anti-neutrões.  Há ainda há um grande ponto de interrogação sobre os neutrinos, mas a dificuldade das experiências científicas significa que uma resposta a esta questão ainda está a mais de uma década de distância.

Entretanto, a forma mais provável de encontrar fermiões de Majorana é estudando as ‘quasipartículas‘, ou quase-partículas. Como o nome sugere, não são partículas muito naturais, mas surgem do comportamento colectivo dos electrões.

As quasipartículas funcionam mais ou menos como bolhas numa bebida: as bolhas também surgem do “comportamento colectivo” dos produtos químicos na bebida e, embora não sejam objectos realmente independentes, possuem propriedades mensuráveis, como o tamanho, forma, etc.

A experiência

As quase-partículas podem não ocorrer fora de condições muito específicas, mas podem ser consideradas fermiões de Majorana se exibirem todas as propriedades previstas.

“A nossa equipa previu exactamente onde encontrar o fermião de Majorana e o que procurar”, explicou Shoucheng Zhang, autor principal do estudo, ao site da Universidade de Stanford. “Esta descoberta conclui uma das pesquisas mais intensivas em física fundamental, que durou exactamente 80 anos”.

Para que essas quasipartículas peculiares se manifestassem, a equipa cuidadosamente construiu sua “bebida” específica, composta de filmes finos de dois materiais quânticos.

(CC0/PD) insspirito / pixabay

A partícula será chamada de “partícula anjo” por causa do livro “Anjos e Demónios”

O resultado final mostrou ser um isolador topológico supercondutor, que permitiu que os electrões se movessem rapidamente ao longo das bordas da superfície do material, mas não pelo meio. Adicionando uma pitada de material magnético à mistura, os electrões fluíram numa direcção ao longo de uma borda, e na direcção oposta ao longo da outra.

Bingo!

Os investigadores colocaram então um imã sobre o material, o que fez com que todos os electrões diminuíssem a velocidade, parassem e alternassem a direcção.

A inversão aconteceu num movimento brusco e escalonado. As quasipartículas começaram a emergir do material aos pares, viajando pelo mesmo caminho que os electrões, mas houve uma diferença fundamental: quando pararam e mudaram de direcção, fizeram-no exactamente no meio percurso que os electrões tinham feito.

Tal acontece porque cada quasipartícula é basicamente só metade de uma partícula, uma vez que quasipartícula de cada par é perdida ao longo do caminho – e esse fenómeno era exactamente a evidência que a equipa estava à procura.

Zhang propõe que a descoberta da equipa seja chamada de “partícula anjo”, por causa do livro de Dan Brown “Anjos e Demônios”, que descreve uma bomba criada pelo encontro da matéria com a antimatéria. A longo prazo, os fermiões de Majorana poderiam ter uma aplicação prática na segurança de computadores quânticos.

PARTILHAR

1 COMENTÁRIO

Responder a Rui Cancelar resposta

Já são conhecidos os nomeados aos Globos de Ouro. Netflix lidera com "O Irlandês" e "Marriage Story"

A cerimónia de entrega de prémios realiza-se a 5 de janeiro de 2020 no hotel Beverly Hilton, em Los Angeles, e será apresentada por Ricky Gervais. Já são conhecidos os nomeados à 77ª edição dos Globos …

Falhas na formação de médicos levam ministra a criar grupo de trabalho

A ministra da Saúde determinou a constituição de um grupo de trabalho para criar um manual de regras e procedimentos para a avaliação das capacidades de formação de médicos no SNS, depois de falhas apontadas …

Surto de sarampo leva Samoa a fechar escolas e serviços. Ativista anti-vacinação detido

Com o objetivo de conter o surto de sarampo que já matou 60 pessoas, o governo de Samoa está a pedir à população que coloque uma bandeira vermelha em frente às casas nais as pessoas …

Poluição do ar leva Sarajevo a cancelar todos os eventos públicos

As autoridades bósnias consideram que a poluição na capital do país, Sarajevo, atingiu níveis perigosos nos últimos dias. Perante a densa nuvem de nevoeiro que paira na cidade, o governo regional decidiu cancelar todos os …

A banana colada à parede que custou 108 mil euros foi comida

A banana mais cara do mundo, presa a uma parede com fita adesiva, foi descascada e comida por um artista que visitava o stand da galeria Perrotin, na feira de arte contemporânea Art Basel, nos …

Empresas norte-americanas reforçam domínio na venda global de armas

O Instituto Internacional de Estudos de Paz de Estocolmo (SIPRI) revelou esta segunda-feira que as empresas norte-americanas aumentaram o domínio no comércio global de armas em 2018, para 59% do volume total entre as 100 …

Faltam medicamentos para doenças crónicas nas Farmácias (e ninguém sabe porquê)

Há medicamentos para doenças crónicas que estão, constantemente, em falta nas Farmácias Portuguesas. Uma situação preocupante, sobretudo para os pacientes que deles precisam, e que não tem uma explicação. A Associação Nacional de Farmácias está …

Mais de dois mil coalas mortos devido aos incêndios na Austrália

O presidente da Aliança das Florestas do Nordeste da Austrália disse que os incêndios florestais que deflagram no leste do país, desde o início de novembro, provocaram a morte a mais de dois mil coalas. O …

Regionalização sem referendo é “golpe de estado palaciano”

Luís Marques Mendes falou este domingo, no habitual espaço de comentário político na SIC, sobre a regionalização, os "tempos difíceis para a direita", Greta Thunberg e Joe Berardo. Houve ainda tempo para falar sobre o …

China diz que detidos em Xinjiang estão "formados" e "vivem felizes"

Um alto quadro do regime chinês afirmou, esta segunda-feira, que os membros de minorias étnicas chinesas de origem muçulmana mantidos em "centros de treino vocacional" no extremo oeste do país já se "formaram" e levam …