Anti materia

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Uma diminuta quantidade de antimatéria é roubada do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN). Objetivo: usá-la para destruir o Vaticano. Esse é o mote de Anjos e Demônios, do escritor norte-americano Dan Brown, também autor do sucesso Código Da Vinci. O livro – transformado recentemente em filme – é apenas uma das repercussões artísticas de uma grande descobertada física: a existência da antimatéria, tema ainda hoje intensamente debatido na comunidade científica. Cerca de oito décadas depois da detecção da primeira antipartícula, os físicos ainda se perguntam: por que o universo observado atualmente tem somente matéria? Por que a antimatéria desapareceu?
ignacio Bediaga Coordenação de Física experimental de Altas Energias (Lafex) Centro Brasileiro dePesquisas Físicas (RJ)

46 • CiênCia Hoje • vol . 45 • nº 26 8

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A ANTIMATÉRIA
e o UNIVERSO
No início do universo, matéria e antimatéria foram criadas na mesma proporção. Basicamen­ te, para cada partícula havia sua antipartícula correspondente, ou seja, para cada elétron foi criado um pósitron; para cada quark, um antiquark e assim por diante. Esse cenário dominouo universo logo depois da ‘explosão’ primordial, comumente denominada Big Bang. Quando uma partícula encontra sua antipartícula correspondente (um elétron interage com um pósitron, por exemplo), as duas se aniquilam, transformando­se em energia. Esta, por sua vez, se transforma, de novo, em um par de matéria e antimatéria. Essa ideia, baseada nas atuais teo­ rias das partículas elementares(reunidas no chamado modelo padrão), nos permite criar uma imagem dinâmica daquele cenário inicial: um imenso movimento frenético de criação e aniquilação, envolvendo bilhões de bilhões de pares de partícula e antipartícula. Tudo isso a temperatu­ ras altíssimas, expressa por números com cerca de 30 zeros. Depois de passar por um período de expansão muito rápida, o uni­ verso esfriou com maisintensidade, e o processo de criação de matéria e antimatéria ficou dificultado. A aniquilação passa a dominar comple­ tamente o cenário: a energia (luz) criada nesse momento paira até hoje no universo. Denominada radiação cósmica de fundo, ela pode ser en­ tendida como um ‘eco’ daquele cenário inicial. Décimos de milésimos de segundo depois do Big Bang, parte das partículas, os quarks, passa a se combinar,formando os bárions (com­ postos por três quarks, como os prótons e os nêutrons) e os mésons (um par quark­antiquark). Formaram­se também os antibárions, como anti­ prótons e antinêutrons. Léptons e antiléptons (elétron, múon, tau, neu­ trino e suas respectivas antipartículas) ainda seguem se movimentando Artefato em que livremente (figura 1). Matéria e antimatéria continuam se aniquilando aantimatéria (ponto luminoso) furiosamente. Átomos – e antiátomos – têm ainda dificuldade em se é armazenada formar, em função do alto estado de agitação de seus componentes no filme básicos (elétrons e quarks; pósitrons e antiquarks). Anjos e Demônios 
reuterS/reuterS/latiNStocK

março de 20 10 • CiênCia Hoje • 47

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E aqui nossa história começa a ficar mais interes­sante. Uma pequena parte da matéria sobrevive a esse processo de aniquilação. É essa porção ínfima que hoje forma todo o universo conhecido, com bilhões de galáxias, cada uma com bilhões de estre­ las, com planetas e todo o resto. Portanto, nós, hu­ manos, temos nossa origem naquela mínima fração de matéria que sobreviveu no início do universo. A visão esquemática da história contada até aqui podeser vista na figura 2. Após este preâmbulo, surgem duas perguntas: i) O que é a antimatéria? ii) O que aconteceu com a antimatéria do universo? Sabemos a resposta para a primeira. Mas ainda não temos como responder à segunda, embora expe­ rimentos que começam agora prometam resultados que talvez nos ajudem a entender essa questão.

EnErgia nEgativa?
A descoberta da existência da antimatéria é...
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