Um experimento realizado no laboratório europeu CERN, localizado em Genebra, na Suíça, confirmou uma premissa fundamental da teoria da gravidade de Albert Einstein (ANDERSON, 2023).
Em um feito inédito, cientistas soltaram átomos de antimatéria, chamados de antihidrogênio, e observaram sua queda.
Os resultados indicam que a gravidade atrai a antimatéria para a Terra, ao contrário da ideia de que ela poderia repeli-la, criando um efeito antigravitacional.
A teoria confirmada é conhecida como o princípio da equivalência fraca de Einstein, que postula que a gravidade age da mesma forma sobre todos os objetos, independentemente de sua composição.
Este princípio tem um papel central em nossa compreensão da gravidade.
A antimatéria é uma forma de matéria que possui carga elétrica oposta à matéria comum, mas com a mesma massa.
Enquanto a matéria é formada de átomos compostos por elétrons, prótons e nêutrons, a antimatéria é formada de antiátomos compostos por pósitrons, antiprótons e antinêutrons, respectivamente.
A antimatéria é difícil de ser estudada devido à sua tendência de se aniquilar rapidamente quando entra em contato com a matéria.
Para contornar este problema, os pesquisadores “aprisionaram” átomos de antihidrogênio utilizando campos magnéticos intensos.
Esses átomos foram criados a partir da combinação de antiprótons, gerados no CERN, com pósitrons de uma fonte radioativa.
Após a liberação dos átomos de antihidrogênio da armadilha magnética, os cientistas contaram quantos átomos caíram para baixo em relação aos que subiram.
À medida que a intensidade do campo na parte superior e inferior da armadilha magnética é reduzida, os átomos de anti-hidrogénio escapam, tocam as paredes da câmara e aniquilam-se.
A maioria das aniquilações ocorre abaixo da câmara, mostrando que a gravidade está puxando o anti-hidrogênio para baixo.
As linhas rotativas do campo magnético na animação representam a influência invisível do campo magnético no anti-hidrogênio.
O campo magnético não gira no experimento real.
Vídeo: Keyi “Onyx” Li/EUA Fundação Nacional de Ciências disponível no canal “Science X” em Youtube.
Os resultados demonstraram que a antimatéria caiu em direção ao solo com uma aceleração semelhante à da matéria comum.
Embora a maioria dos físicos não considerasse seriamente a capacidade antigravitacional da antimatéria, ou seja, dela “cair para cima”, o experimento ofereceu uma oportunidade única de refutar essa suposição.
A antimatéria sempre foi um campo de estudo desafiador devido à sua propensão à aniquilação, o que torna difícil medir seu comportamento sob a influência da gravidade.
Outros experimentos já haviam sugerido que a gravidade afeta a antimatéria da mesma forma que a matéria comum.
Por exemplo, em 2022, o experimento BASE no CERN relatou que oscilações de antiprótons confinados indiretamente confirmavam essa igualdade na ação da gravidade sobre ambas as formas de matéria.
No entanto, o experimento ALPHA é o primeiro a observar diretamente partículas de antimatéria caindo.
Embora este experimento não tenha sido suficientemente preciso para detectar diferenças sutis no comportamento da antimatéria em relação à matéria comum, abre caminho para pesquisas futuras mais precisas.
Técnicas avançadas, como o resfriamento de átomos de antihidrogênio com lasers, podem permitir uma análise mais minuciosa dessa questão.
Essa descoberta não apenas apoia a teoria da relatividade de Einstein, mas também demonstra a crescente capacidade dos cientistas de controlar e estudar a antimatéria, abrindo novas perspectivas para nossa compreensão do Universo e da física fundamental.
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Referências
ANDERSON, E. K.et al. Observation of the effect of gravity on the motion of antimatter. Nature, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 27 set 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Agora é oficial: antimatéria cai como a matéria, comprovam os cientistas. Ciência Mundo, set 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
