Cientistas conseguiram medir a “força forte” da antimatéria pela primeira vez na história

A força nuclear forte une os pequenos pedaços de matéria para formar átomos, e assim permite que nosso mundo material exista. Agora físicos do Laboratório Nacional Brookhaven, nos EUA, conseguiram pela primeira vez medir uma força parecida para a antimatéria – a imagem espalhada da matéria normal que permanece sendo um dos nossos maiores mistérios cosmológicos.

Os experimentos foram conduzidos pela Star Collaboration no Colisor Relativístico de Íons Pesados (RHIC, na sigla em inglês) em Brookhaven; os resultados foram divulgados na Nature. O RHIC recriou condições parecidas com aquelas do universo logo após o Big Bang ao acelerar átomos pesados (como ouro) a velocidades próximas à da luz, e então esmagou um nos outros. A bola de fogo resultante criou um plasma pegajoso de quarks e glúons – os blocos fundamentais de construção – bem como toneladas de partículas de matéria e antimatéria.

Essas partículas não ficam por aí muito tempo porque a matéria e a antimatéria são opostos polares: a antimatéria tem carga negativa para contra-atacar a carga positiva da matéria, e elas se transformam em energia quando entram em colisão. Devia haver a mesma quantidade de matéria e antimatéria no universo quando ele surgiu, mas, por alguma razão, a matéria ganhou um pouco de vantagem. E isso foi bom, já que de outra maneira o mundo material não existiria. Hoje em dia a matéria domina nosso universo, enquanto a antimatéria é extremamente rara.

Físicos adorariam estudar o que causou esse desequilíbrio. “É um grande mistério”, explicou o físico de Brookhaven Aihong Tang ao Gizmodo. “Tudo o que aprendermos sobre a natureza da antimatéria pode nos ajudar a solucionar esse enigma.”

Anteriormente, a Star Collaboration havia sido bem sucedida ao criar o maior núcleo de antimatéria da história: dois antiprótons e dois antinêutrons se juntaram para criar uma antipartícula alfa. Essa era uma clara evidência de que algo parecido com a força forte era aplicada à antimatéria.

Mas Tang e seus colegas físicos queriam ver essa força mais de perto. Eles realizaram milhões de colisões entre partículas de ouro para encontrar as que produziam pares de antiprótons suficientemente próximos para interagirem entre si. Eles usaram as análises estatísticas para determinar a força entre esses pares, assim como a distância na qual ela age.

E no fim das contas a força forte da antimatéria que criou aqueles núcleos de antimatéria parece muito com as forças fortes que juntam a matéria. A matéria e antimatéria ainda parecem ser perfeitamente simétricas. Então talvez não seja a força forte da antimatéria a culpada pelo desequilíbrio entre matéria e antimatéria nos primeiros momentos do nosso universo.

Essa é uma pequena contribuição para tentar solucionar a questão da matéria-antimatéria e vai ajudar na condução não só de testes mais precisos, mas também abordagens do problema a partir de novos ângulos. “Não esperávamos solucionar tudo”, disse Tang ao Gizmodo. Mas eles aprenderam algo valioso sobre a força forte da antimatéria. E, um dia, todo esse conhecimento acumulado deve finalmente chegar a uma conclusão sobre o caso. [Nature]

Imagens via Brookhaven National Laboratory/RHIC