Vivemos em um universo feito de matéria. Os físicos querem saber por que a matéria substituiu seu gêmeo antimatéria, e nesta semana a colaboração da ALPHA no CERN chegou mais perto de desvendar o mistério.
O ALPHA, um experimento colaborativo internacional estabelecido em 2005, foi projetado para capturar e medir partículas de anti-hidrogênio com um experimento especialmente projetado. Está começando de onde seu antecessor, o antecessor, ATHENA, parou. O foco está no anti-hidrogênio, porque o hidrogênio é o elemento mais prevalente no universo e sua estrutura é extremamente conhecida pelos cientistas.
Cada átomo de hidrogênio tem um elétron orbitando seu núcleo. O disparo da luz nos átomos excita o elétron, fazendo com que ele pule em uma órbita mais distante do núcleo antes que relaxe e retorne à sua órbita de repouso emitindo luz no processo. A distribuição de frequência desta luz emitida é conhecida; foi medido com precisão e, em nosso universo feito de matéria, é exclusivo do hidrogênio.
A física básica determina que o gêmeo antimatéria do hidrogênio, o anti-hidrogênio, seja igualmente reconhecível por ter um espectro idêntico. Ou seja, se tudo o que sabemos sobre física de partículas estiver correto. Capturar e medir o espectro do anti-hidrogênio é o principal objetivo do grupo ALPHA.
O ALPHA realizou as primeiras medições modestas de anti-hidrogênio. No aparelho ALPHA, o anti-hidrogênio é capturado por um arranjo de ímãs que afetam o campo magnético dos átomos. As microondas sintonizadas em uma frequência específica direcionada a esses átomos anti-hidrogênio inverte sua orientação magnética, liberando-os. O anti-hidrogênio liberado encontra o hidrogênio quando ele escapa e os dois se aniquilam, deixando um padrão bem conhecido nos detectores de partículas ao redor do aparelho.
O aparelho captou evidências das órbitas de salto de elétrons em um átomo de anti-hidrogênio depois que a radiação de microondas mudou seu estado interno. O resultado prova ainda a validade da abordagem da ALPHA, demonstrando que o aparelho possui controle e sensibilidade suficientes para realizar com êxito o experimento para o qual foi projetado. No futuro, a ALPHA se concentrará em melhorar a precisão de suas medições de microondas para descobrir o espectro anti-hidrogênio usando lasers.
Os resultados emocionantes foram difíceis de encontrar, pois o anti-hidrogênio não existe na natureza. É fabricado no aparelho ALPHA a partir de antiprótons que são fabricados no desacelerador Antipróton e pósitrons de uma fonte radioativa. E precisa ter um nível de energia baixo o suficiente para ficar preso nas medições. Mas está funcionando e pode dar aos físicos a chave necessária para entender o mistério do universo primitivo.
Fonte: CERN
