Anti-matéria – Ciência reversa

Anti-matéria

O símbolo que se usa para descrever uma antipartícula é o mesmo símbolo da partícula normal, porém com um traço sobre o símbolo. Por exemplo, o antiproton é simbolizado como:

As reações entre matéria e antimatéria tem aplicações práticas na medicina como, por exemplo, na tomografia por emissão de pósitrons (PET).

As colisões entre matéria e antimatéria convertem toda a massa possível das partículas em energia. Esta quantidade é muito maior que a energia química ou mesmo a energia nuclear que se pode obter atualmente através de reações químicas, fissão ou mesmo fusão nuclear. A reação de 1 kg de antimatéria com 1 kg de matéria produziria 1.8×1017 J de energia (segundo a equação E=mc²). Em contraste, queimar 1 kg de petróleo produziria 4.2×107 J, e a fusão nuclear de 1 kg de hidrogênio produziria 2.6×1015 J.

A escassez de antimatéria significa que não existe uma disponibilidade imediata para ser usada como combustível. Gerar somente um antipróton é imensamente difícil e requer aceleradores de partículas, assim como imensas quantidades de energia (muito maior do que a obtida pelo aniquilamento do antipróton), devido a ineficiência do processo. Os métodos conhecidos para produzir antimatéria também produzem uma quantidade igual de matéria normal, de forma que o limite teórico do processo é a metade da energia administrada se converter em antimatéria. Inversamente, quando a antimatéria é aniquilada com a matéria ordinária, a energia emitida é o dobro da massa de antimatéria, de forma que o armazenamento de energia na forma antimatéria poderia apresentar (em teoria) uma eficiência de 100%.

Na atualidade, a produção de antimatéria é muito limitada, porém tem aumentado em progressão geométrica desde o descobrimento do primeiro antipróton em 1995. A taxa atual de produção de antimatéria é entre 1 e 10 nanogramas por ano, esperando-se um incremento substancial com as novas instalações do CERN e da Fermilab.

Considerando as partículas mais elementares que se conhecem atualmente: Lépton (Elétron, Elétron-neutrino, Múon, múon-neutrino, Tau e Tau-neutrino), Quarks (Up, Down, Charm, Strange, Top e Bottom) e Bósons (Fótons, Glúons, Bósons vetoriais mediadores e grávitons), podemos dizer que para cada uma delas, existe uma antipartícula, com massa igual porém com carga elétrica e momento magnético inverso. Elas dão origem ao antielétron (chamado também de pósitron), ao antipróton e ao antinêutron – a antimatéria, portanto.

A teoria mais aceita para a origem do universo é a do Big Bang que diz que tudo se iniciou numa grande expansão. Nos primeiros instantes o universo não era constituído por matéria, mas sim por energia sob forma de radiação. O universo então passou a expandir-se e, consequentemente, a arrefecer. Pares de partícula-antipartícula eram criados e aniquilados em grande quantidade. Com a queda de temperatura a matéria pôde começar a formar hádrons, assim como a antimatéria a formar antihádrons, pois matéria e antimatéria foram geradas em quantidades iguais. Atualmente, no entanto, parece que vivemos em um universo onde só há matéria.

Na realidade, já é estranho que o universo exista, pois, quando a matéria e a antimatéria se encontram, o processo inverso da criação ocorre, ou seja, elas anulam-se gerando apenas energia nesse processo. Seria altamente provável, portanto, que logo após terem sido criadas, partículas e antipartículas se anulassem, impedindo que corpos mais complexos como hádrons, átomos, moléculas, minerais e seres vivos pudessem formar-se. Acredita-se que esse processo de geração e aniquilação realmente ocorreu para quase toda a matéria criada durante o início da expansão do universo, mas o simples fato de existirmos indica que ao menos uma pequena fração de matéria escapou a esse extermínio precoce.

É possível que algum processo, de origem desconhecida, tenha provocado uma separação entre a matéria e a antimatéria. Neste caso existiriam regiões do universo em que a antimatéria e não a matéria seria mais abundante. Planejam-se algumas experiências no espaço para procurar essas regiões. No entanto, como até hoje não se conhece um processo capaz de gerar tal separação, a maioria dos cientistas não acredita nessa hipótese.

Por outro lado, existe a possibilidade de que a natureza trate de forma ligeiramente diferente a matéria e a antimatéria. Se isto for verdade, seria possível que uma pequena fração da matéria, inicialmente gerada, tenha sobrevivido e formado o universo conhecido hoje. Há resultados experimentais e teóricos que apontam nesta direção.

Experimentos para a produção artifical de antimatéria e seu armazenamento por períodos de tempo relativamente longos, vem sendo tentados por cientistas nos últimos anos.

Em setembro de 2010, a equipe internacional ALPHA do CERN (a qual inclui pesquisadores de diversos países, incluindo os brasileiros Cláudio Lenz Cesar e Daniel de Miranda Silveira, anunciou que conseguiu pela primeira vez capturar átomos de antimatéria. Foram aprisionados 38 átomos de antihidrogênio no “tanque de antimatéria” criado pelos cientistas, cada um deles ficando retido por mais de um décimo de segundo.1

Em junho de 2011, a mesma equipe ALPHA anunciou um novo recorde, ao aprisionar átomos de antimatéria por 1000 segundos (mais de 16 minutos e 35 segundos).

Em março de 2012, a equipe ALPHA anunciou que conseguiu pela primeira vez efetuar medições de propriedades de átomos de antimatéria.

Fonte: Wikipedia

Ambiplasma

Laser que permite rasgar o vácuo

No Reino Unido, planeja-se construir um laser poderoso o suficiente para ser capaz de isolar as partículas efêmeras que, supostamente, surgem em um vácuo e, portanto, revelar a verdadeira estrutura do Universo, incluindo a misteriosa matéria escura.

Seguindo os passos do projeto de LHC (Grande acelerador de partículas), planeja-se a construção do laser mais potente do mundo. Este seria capaz de produzir um feixe de luz tão intenso que poderia ser comparado ao impacto que teria recebido a Terra de toda a luz solar, concentrada em um ponto menor do que uma cabeça de alfinete, relata o jornal britânico The Telegraph.

Acredita-se que o vácuo seja desprovido de matéria, mas no campo da teoria quântica, não é assim: No campo da teoria quântica, o vácuo é cheio de partículas e antipartículas que aparecem constantemente mas duram um tempo tão curto que praticamente não podem ser registrados.

Com este dispositivo, chamado de “The Extreme Light Infrastructure Ultra-Hight Field Facility, poderia-se gerar esses raios laser intensos que podem “rasgar” o tecido do vácuo, o que ajudaria a revelar essas partículas. Além disso, os pesquisadores acreditam que com a ajuda dessa equipe, seria possível verificar se existem outras dimensões, de ordem superior que a nossa.

Segundo os cientistas, esse laser será 200 vezes mais potente que o laser mais poderoso do mundo. Com ele será possível explorar as áreas ainda inacessíveis da física. A construção poderá ocorrer ainda nessa década e custará um bilhão de libras.

A Comissão Européia aprovou planos para construir outros três equipamentos com lasers poderosos para servir como um protótipo. O Equipamento instalado na República Checa, Hungria e Romênia, ao custo aproximado de 200 milhões de libras, será lançado em 2.015, segundo suas previsões. Por sua vez, o laser de Campo Ultra-High 10 é composto de feixes, cada um dos quais é duas vezes mais potente do que os lasers protótipo e pode gerar energia 200 petawatts, 100.000 vezes a produção mundial de electricidade, por menos de um bilionésimo de segundo.

A intensidade da luz no centro desse laser, ocorrerá em condições tão extrema que não existem nem no centro do sol. Espera-se que sob essas condições, as partículas de matéria e antimatéria sejam separadas, permitindo aos cientistas detectar pequenas cargas elétricas que estejam ocorrendo. O experimento poderia resolver um enigma: Porque o Universo contém mais matéria do que foi detectado, ao revelar o que realmente é a chamada matéria escura.

Atualmente, os especialistas do Centro de Tecnologia e Aplicações Avançadas de Lasers em Oxfordshire, Reino Unido, estão desenvolvendo uma tecnologia que permitiria construir esses lasers poderosos. Este centro é um dos candidatos para sediar o novo dispositivo, mas terão que competir com outros centros científicos na Rússia, França, Hungria, Romênia e República Checa.

Comentário: O custo desse projeto é insignificante, se compararmos com a corrupção brasileira, onde os peixes pequenos, Sílvio Santos e Chico da Fossa, somam juntos mais de 11 bilhões de reais.

Uma pergunta que não quer calar é: Será que os cientistas sabem o que estão fazendo, dessa vez? Não, porque da última vez, arrasaram o Japão e eu não me surpreenderia se aquelas bombas não estivessem provocando eleitos colaterais na Terra até hoje.

Eu espero que nenhum político inescrupuloso tenha acesso a esse tipo de tecnologia pois, comparada com outras, tornaria a vida de todos os terráqueos insegura, ninguém mais estaria a salvo.

Também não dá para parar os avanços tecnológicos, ou seja, frases malditas, como a de Hitler, soam apocalípticas até hoje: “Se tiver que acontecer, que seja agora!”

Esse tipo de experiência deve ser bem pensado e, de preferência, com o mínimo de risco, ou seja, não devem tirar o máximo da experiência, mas o mínimo. Contudo, a julgar pelos números do texto acima, acho difícil de controlar tal tecnologia.

Estamos muito próximo de um novo passo de nossa evolução e eu espero estar sendo pessimista, ao imaginar que o homem, visto do espaço como uma simples bactéria, sem condições de abandonar a fruta-mãe, esteja bem próximo de estragar tudo.

Boa sorte para todos nós!

By Jânio