Astronomia e Universo

  Antimatéria mais pesada já vista Observando os choques ocorridos no interior de um acelerador de partículas, físicos detectaram um novo hipernúcleo de antimatéria, o anti-hiper-hidrogênio-4.     Anti-hiper-hidrogênio-4 criado em uma colisão de íons pesados.  [Imagem: IMP] Este é o hipernúcleo de antimatéria mais pesado descoberto em experimentos até o momento. Há cerca de uma década, a mesma equipe havia observado o anti-hélio-4, até então a mais pesada partícula de antimatéria conhecida. A física atual assume que as propriedades da matéria e da antimatéria são simétricas e que quantidades iguais de matéria e antimatéria existiam no nascimento do Universo. No entanto, algum mecanismo físico misterioso causou a aniquilação da maioria da matéria e da antimatéria, já que virtualmente não encontramos antimatéria natural no Universo; mas, por outro processo que também não conhecemos, a teoria diz que cerca de uma em cada dez bilhões de partículas de matéria sobreviveu, formando o mu

Estudando dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, os pesquisadores observaram um único pico de energia após a explosão de raios gama mais brilhante já vista, sugerindo a aniquilação de elétrons e pósitrons.   Um jato de partículas viajando quase à velocidade da luz emerge de uma estrela massiva nesta ilustração. O núcleo da estrela entrou em colapso num buraco negro, redirecionando parte da matéria para jatos opostos. Vemos uma explosão gama quando um desses jatos aponta em direção à Terra. Crédito: Laboratório de imagens conceituais do Goddard Space Flight Center da NASA Em outubro de 2022, os astrônomos foram surpreendidos por uma explosão de raios gama (GRB) chamada BOAT (mais brilhante de todos os tempos). Uma equipe de cientistas descobriu que o telescópio Fermi detectou uma característica espectral nunca antes vista. Maria Edvige Ravasio, da Universidade Radboud e do Observatório Brera, destaca a importância desta descoberta, a primeira em 50 anos de estudo de G

  Antimatéria é atraída pela gravidade Se você soltar um punhado de antimatéria a uma certa altura do chão, ela irá cair para baixo ou levitar? E se existir uma estrela de antimatéria, ela terá uma força repulsiva, uma antigravidade, em vez de tradicional força gravitacional atrativa que conhecemos? Este gráfico mostra átomos de anti-hidrogênio caindo e se aniquilando dentro de uma armadilha magnética, parte do experimento ALPHA-g no CERN para medir o efeito da gravidade na antimatéria. [Imagem: NSF] A julgar por um experimento inédito, feito utilizando anti-hidrogênio - a antimatéria do gás hidrogênio -, parece que não: Os dados indicam que a antimatéria não "cai para cima", ela cai para baixo como a matéria comum. A aceleração gravitacional da antimatéria medida no experimento ficou próxima da aceleração gravitacional da matéria normal na Terra: 1 g, ou 9,8 metros por segundo ao quadrado (m/s2) - mais precisamente, a aceleração gravitacional da antimatéria está dentro

Novas observações lançaram luz sobre as misteriosas bolhas de radiação que saem do centro de nossa galáxia, conhecidas como bolhas de Fermi. Essas bolhas, que foram descobertas pela primeira vez há mais de uma década, foram detectadas em várias formas de radiação, incluindo raios-X e radiação de micro-ondas.  Apesar das inúmeras observações, os cientistas não têm certeza de como eles se formaram.   No entanto, descobertas recentes sugerem que as bolhas podem ter se originado de um fluxo de elétrons e seus equivalentes de antimatéria, os pósitrons.  O físico Ilias Cholis apresentou suas descobertas na reunião da American Physical Society, onde explicou que um jato de elétrons e pósitrons de alta energia, emitido pelo buraco negro supermassivo no centro de nossa galáxia, poderia explicar a luz de vários comprimentos de onda das bolhas.   Durante a explosão inicial, a maioria das partículas teria sido lançada ao longo de jatos apontados perpendicularmente ao disco da galáxia. À medida q

  Crédito da imagem: Raio-X: NASA/CXC/Stanford Univ./M. de Vries; Óptico: Consórcio NSF/AURA/Gemini Esta imagem do   Observatório de Raios-X Chandra da NASA   e de telescópios ópticos terrestres mostra um feixe extremamente longo, ou filamento, de matéria e antimatéria que se estende de um   pulsar relativamente pequeno , conforme relatado em nosso   último comunicado de imprensa . Com sua tremenda escala, esse feixe pode ajudar a explicar o número surpreendentemente grande de   pósitrons , as contrapartes de antimatéria dos   elétrons , que os cientistas detectaram em toda a Via Láctea.   O painel à esquerda mostra cerca de um terço do comprimento do feixe do pulsar conhecido como PSR J2030+4415 (J2030 abreviado), localizado a cerca de 1.600 anos-luz da Terra. J2030 é um objeto denso do tamanho de uma cidade que se formou a partir do colapso de uma estrela massiva e atualmente gira cerca de três vezes por segundo. Raios-X do Chandra (azul) mostram onde as partículas que fluem do pul

  Fazendo matéria a partir da luz: Dois íons de ouro (Au) (vermelho) se movem em sentidos opostos a 99,995% da velocidade da luz. Conforme passam um pelo outro sem colidir, dois fótons (y) da nuvem eletromagnética em torno dos íons interagem para criar um par matéria-antimatéria: um elétron (e-) e um pósitron (e+). [Imagem: BNL ] Produção de matéria e antimatéria   Físicos do acelerador de partículas RHIC (Colisor de Íons Pesados Relativísticos), nos EUA, conseguiram evidências definitivas da criação de matéria e antimatéria a partir da luz. Os pares de elétrons e antielétrons, ou pósitrons - partículas de matéria e de antimatéria - foram criados diretamente pela colisão de fótons de alta energia.   Essa conversão de luz em matéria é uma consequência direta da famosa equação E = mc2 de Einstein, que mostra que energia e matéria (ou massa) são intercambiáveis. As reações de fusão nuclear nas estrelas convertem regularmente matéria em energia, mas a equipe demonstrou agora a conversã

O experimento foi feito em uma instalação chamada "Desacelerador de Antiprótons".[Imagem: CERN] Estávamos certos... infelizmente   Os físicos bem que poderiam estar comemorando mais um sucesso das suas teorias, mas o que se vê é um monte deles se entreolhando meio sem-graça, tentando disfarçar um quê de decepção.  Primeiro o fato: Um experimento mostrou que a antimatéria comporta-se exatamente igual à matéria no tocante à simetria CPT (carga-paridade-tempo), como previsto há mais de 70 anos pela mecânica quântica. A Colaboração Alpha, no CERN, realizou as mais precisas medições espectroscópicas do anti-hidrogênio, um átomo formado por um antipróton e um pósitron (a antipartícula de um elétron) - bem mais precisas do que as realizadas em 2016, quando já se mostrava que a antimatéria brilha exatamente igual à matéria. Os resultados indicam que as diferenças entre os níveis de energia no anti-hidrogênio estão em excelente concordância com as medições feitas a

Simulação de um grupo de pósitrons - antimatéria do elétron - sendo produzido e acelerado. [Imagem: Aakash A. Sahai - 10.1103/PhysRevAccelBeams.21.081301] Mini-acelerador de antimatéria   Aakash Sahai, um físico do Imperial College de Londres, descobriu uma maneira de acelerar a antimatéria em um espaço de centímetros, em lugar dos quilômetros dos aceleradores atuais de matéria, o que promete fomentar não apenas a ciência das partículas exóticas, como também vislumbrar fenômenos de uma "nova física". A nova técnica poderá ser usada para investigar mistérios como as propriedades do bóson de Higgs, ou a natureza das hipotéticas matéria escura e energia escura, além de fornecer testes mais sensíveis para materiais usados em aviões e chips de computador. Os aceleradores de partículas como o LHC (Large Hadron Collider), na fronteira entre a Suíça e a França, e o LCLS (Linac Coherent Light Source), nos Estados Unidos, aceleram partículas elementares de matéria,

Cientistas estão tentando descobrir por que tantas partículas de antimatéria estão atingindo a Terra. Uma equipe de pesquisadores internacionais analisou recentemente resultados do Observatório Cherenkov de Raios Gama (HAWC), no México, para testar a hipótese de que o excesso de antimatéria poderia estar vindo dos pulsares, estrelas de nêutrons que canalizam as partículas carregadas para um feixe com seus campos magnéticos super fortes. Já sabemos que elas nos atingem e até já temos uma teoria do porquê – os astrônomos acreditam que elas chegam até nós vindos dos pulsares. A questão é que há mais dessas partículas nos atingindo do que deveriam – em 2008, uma sondagem na órbita da Terra descobriu que mais dessas partículas de alta energia estão nos atingindo do que esperávamos. Estes “anti-elétrons” são chamados de pósitrons e o novo estudo nos dá algumas respostas sobre eles – embora não sejam exatamente aquelas que os cientistas estavam esperando. Os raios cósmicos são par

Toda a antimatéria da galáxia, cujos vestígios de decomposição são constantemente registrados pelos telescópios da NASA, pode surgir como resultado das explosões de supernovas que ocorrem após fusões de anãs brancas, diz um artigo na revista Nature Astronomy. Essas observações nos permitiram revelar os enigmas da parte mais desconhecida da Via Láctea, onde habitam as estrelas mais antigas. Quando os pares de anãs brancas se aproximam demais, a estrela maior "arranca" parte da matéria da sua companheira menor, se tornando um bomba termonuclear, cuja explosão gera quase toda a antimatéria da galáxia",  explica  Roland Crocker da Universidade Nacional da Austrália, em Camberra. Quando os astrônomos soviéticos e norte-americanos lançaram os primeiros telescópios espaciais para a órbita da Terra, as observações da galáxia através de raios X e raios gama revelaram uma grande surpresa. Eles descobriram que a parte central da Via láctea produzia uma grande quantidade

O Grande Colisor de Hádrons, um acelerador de partículas gigante Para muita gente, "antimatéria" é apenas um termo tirado dos filmes de ficção científica. De fato, o inverso da matéria, formado por antipartículas, não existe naturalmente no nosso planeta. Mas o que parece teoria foi transformado em realidade há bastante tempo, e hoje é possível encontrar aplicações práticas da antimatéria nos grandes centros médicos, por exemplo. A antimatéria tem sido produzida e estudada em detalhes por muitas décadas", conta o físico Eduardo Pontón, pesquisador do Instituto Sul-Americano de Pesquisa Fundamental, do International Centre for Theoretical Physics (ICTP), em colaboração com a Universidade Estadual Paulista (Unesp). A primeira antipartícula descoberta foi o antielétron (também chamado de pósitron), em 1932, por Carl Anderson, ao estudar raios cósmicos. Mas sua existência já havia sido prevista um ano antes, pelo britânico Paulo A. M. Dirac, que levou o Nobe

Uma equipe de físicos brasileiros participa do projeto AMS , também conhecido como "LHC do espaço".[Imagem: NASA] 9. Antimatéria que deveria ter-nos impedidos de existir pode estar à espreita no espaço Uma das maneiras pelas quais os físicos estão tentando resolver o problema da assimetria matéria-antimatéria é procurando pela antimatéria deixada pelo Big Bang. O Espectrômetro Magnético Alfa - ou AMS - é um detector de partículas montado na Estação Espacial Internacional que está procurando por estas partículas. O AMS contém campos magnéticos que curvam a trajetória das partículas cósmicas para separar a matéria da antimatéria. Seus detectores avaliam e identificam as partículas à medida que elas o atravessam. As colisões de raios cósmicos produzem pósitrons e antiprótons o tempo todo, mas a probabilidade de criar um átomo de anti-hélio é extremamente baixa por causa da enorme quantidade de energia necessária para isso. Isto significa que, se o AMS conseguir

O metro cúbico mais frio do Universo é um dos experimentos que está estudando os neutrinos para tentar desvendar a antimatéria. [Imagem: Cuore/Laboratório Nacional Gran Sasso] 7. Os neutrinos podem ser suas próprias antipartículas Uma partícula de matéria e sua equivalente de antimatéria têm cargas opostas, o que torna fácil distinguir uma da outra. Mas os neutrinos, partículas quase sem massa, que raramente interagem com a matéria, não têm carga. Os físicos acreditam que eles podem ser partículas de Majorana , uma classe hipotética de partículas que são suas próprias antipartículas. Projetos como o Majorana Demonstrator e EXO-200 foram projetados para determinar se os neutrinos são mesmo partículas de Majorana. Para isso eles tentam detectar um comportamento chamado decaimento beta duplo sem neutrinos. Alguns núcleos radioativos decaem simultaneamente, liberando dois elétrons e dois neutrinos. Se os neutrinos forem suas próprias antipartículas, eles devem se aniq

Este é um desacelerador de partículas para estudar a antimatéria , chamado ELENA, sigla em inglês para anel de antiprótons de extra-baixa energia.[Imagem: Mikkel D. Lund/Wikipédia] 5. Antimatéria pode cair para cima Partículas de matéria e antimatéria têm a mesma massa, mas diferem em propriedades como carga elétrica e rotação. O Modelo Padrão da física prevê que a gravidade deve ter o mesmo efeito sobre a matéria e a antimatéria. No entanto, isto ainda está para ser comprovado, ou seja, ainda não se sabe exatamente se a antimatéria cai para cima ou para baixo - a rigor, também não se sabe exatamente se a antimatéria pesa mais ou menos do que a matéria . Ocorre que observar o efeito da gravidade sobre a antimatéria não é tão fácil quanto olhar uma maçã caindo da macieira. Os experimentos precisam manter a antimatéria em uma armadilha ou retardá-la, resfriando-a a temperaturas um pouco acima do zero absoluto. E, como a gravidade é a mais fraca das forças fundamentais,

Esta é uma "garrafa de antimatéria", um recipiente com um campo magnético de oito polos gerado por ímãs supercondutores. [Imagem: ALPHA/Nature Physics/Chukman So/Wurtele Research Group] 3. Quanta antimatéria o homem já produziu? A aniquilação de matéria e antimatéria tem potencial para liberar uma enorme quantidade de energia - daí a inspiração para o motor de dobra da nave Enterprise, de Jornada nas Estrelas. Um grama de antimatéria poderia produzir uma explosão da mesma magnitude daquela causada por uma bomba nuclear. No entanto, até agora se produziu apenas uma minúscula quantidade de antimatéria, insuficiente para encher o tanque mesmo das menores naves experimentais - e, por decorrência, insuficientes para alimentar as sandices dos não tão bem-intencionados. Todos os antiprótons criados no acelerador de partículas Tevatron (EUA), por exemplo, somam apenas 15 nanogramas. Os produzidos no CERN, onde fica o LHC, somam cerca de 1 nanograma. No aceler