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Como átomos congelados a laser podem ajudar no estudo da antimatéria

Cientistas usaram lasers para congelar átomos de positrônio. Trata-se de um átomo extremamente raro, mas com papel importante nos estudos da antimatéria

28 fev 2024 - 15h09
(atualizado às 17h03)
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Parece que uma nova forma de estudar a antimatéria foi descoberta. Em novo estudo da Organização Europeia para a Investigação Nuclear (CERN) liderada pelo Dr. Ruggero Caravita, pesquisadores descobriram que é possível congelar átomos de positrônio com lasers. Trata-se de um átomo que, enquanto é extremamente raro, é também um "ingrediente" excelente para experimentos com a antimatéria. 

Foto: CERN / Canaltech

"Os físicos estão apaixonados pelo positrônio", descreveu Caravita. Segundo ele, este é o átomo perfeito para experimentos com a antimatéria, que tem carga elétrica oposta à da matéria bariônica (a comum). Por exemplo: o elétron tem carga negativa, e seu parceiro na antimatéria é o pósitron, partícula com massa semelhante à do elétron e carga positiva. 

A antimatéria foi criada em quantidades iguais à da matéria bariônica, mas sua ocorrência atual é bem escassa. Assim, descobrir por que existe mais matéria bariônica atualmente e tão pouca antimatéria pode levar os cientistas a desenvolver uma teoria mais completa da evolução do universo.

É aqui que o positrônio entra: este átomo exótico é feito de matéria e antimatéria. "Esperamos que, se houver alguma diferença entre as duas, que possamos vê-la mais facilmente do que em sistemas mais complexos", disse Lisa Gloggler, membro da equipe do estudo. 

O problema é que estudar o positrônio não é nada fácil porque este é o átomo mais leve conhecido, e seus componentes se movem rapidamente — por outro lado, eles desaceleram quando são resfriados. Até então, o positrôniohavia sido resfriado somente a 100 ºC no vácuo, mas a equipe do novo estudo foi além e o deixou a mais de -100 ºC com o resfriamento a laser.

Para o positrônio poder ser usado em pesquisas, é preciso deixá-lo a temperaturas de aproximadamente -260 ºC. Mesmo assim, o professor Michael Charlton, da Universidade Swansea, considera que os resultados obtidos são um passo inicial bastante encorajador. "Isso está abrindo a porta para que você possa ver a luz do outro lado, te chamando para uma nova era da física do positrônio", comentou.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Physical Review Letters. 

Fonte: Physical Review Letters; Via: CERN, BBC

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