Partícula de antimatéria mais pesada já descoberta pode conter segredos sobre as origens do nosso universo
Cientistas avistaram o núcleo de antimatéria mais pesado já detectado escondido em um acelerador de partículas.
O peso pesado da antimatéria, chamado anti-hiper-hidrogênio-4, é composto de um antipróton, dois antinêutrons e um anti-hiperon (um bárion que contém um quark estranho). Físicos encontraram traços dessa antimatéria entre rastros de partículas de 6 bilhões de colisões no Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) no Brookhaven National Laboratory em Nova York.
Ao estudar a estranha partícula, os físicos esperam descobrir algumas diferenças-chave entre matéria e antimatéria, o que pode ajudar a explicar por que nosso universo agora está cheio de matéria, dado que a antimatéria foi criada em quantidades iguais no início dos tempos. Os pesquisadores publicaram suas descobertas em 21 de agosto no periódico Natureza.
“Nosso conhecimento físico sobre matéria e antimatéria é que, exceto por ter cargas elétricas opostas, a antimatéria tem as mesmas propriedades da matéria — mesma massa, mesma vida útil antes de decair e mesmas interações”, coautor do estudo Junlin Wuum estudante de pós-graduação no Departamento Conjunto de Física Nuclear da Universidade de Lanzhou e no Instituto de Física Moderna, China disse em uma declaração“Por que nosso universo é dominado pela matéria ainda é uma questão, e não sabemos a resposta completa.”
De acordo com o modelo padrão da cosmologia, após a Big Bang o jovem cosmos era um caldo de plasma turbulento de partículas de matéria e antimatéria que surgiram e se aniquilaram ao entrarem em contato.
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A teoria prevê que a matéria e a antimatéria dentro dessa sopa de plasma deveriam ter se aniquilado completamente. Mas os cientistas acreditam que algum desequilíbrio desconhecido permitiu que mais matéria do que antimatéria fosse produzida, salvando o universo da autodestruição.
Para investigar o que poderia ter causado esse desequilíbrio, os pesquisadores por trás do novo estudo produziram partículas de antimatéria de um mini simulador do Big Bang. O colisor RHIC arremessa bilhões de íons pesados (núcleos atômicos desprovidos de seus elétrons) uns contra os outros, criando uma sopa de plasma da qual os elementos primordiais do nosso cosmos emergem brevemente, combinam-se e então decaem.
Para pescar novas partículas do mar de plasma, os físicos procuraram os rastros reveladores feitos conforme os íons decaem, ou se transformam em outras partículas. Ao retraçar as trajetórias dessas partículas de bilhões de eventos de colisão, os pesquisadores encontraram aproximadamente 16 núcleos anti-hiper-hidrogênio-4.
Tanto o hiper-hidrogênio-4 quanto sua contraparte de antimatéria, o anti-hiper-hidrogênio-4, parecem desaparecer da existência muito rapidamente, descobriram os pesquisadores. Mas os físicos não encontraram uma diferença significativa entre seus tempos de vida — indicando que nossos melhores modelos descrevendo os dois tipos de partículas estão corretos.
“Se víssemos uma violação de [this particular] simetria, basicamente teríamos que jogar muito do que sabemos sobre física pela janela”, coautor do estudo Emilie Duckworthdisse um estudante de doutorado na Kent State University, no comunicado.
O próximo passo dos cientistas será comparar as massas das antipartículas e de suas partículas opostas, o que eles esperam poder revelar algumas pistas sobre como nosso universo rico em matéria surgiu.
