Embora, nos últimos anos, as atenções tenha se voltado para o Grande Acelerador de Hádrons (LHC, na sigla em inglês), o Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (Cern) possui uma série de outros experimentos importantes e menos famosos, como a fábrica de antimatéria. Fechando a série Diários do Cern, o físico e professor do Ensino Médio Rafael Irigoyen apresenta a busca da ciência pela antimatéria. Irigoyen foi um dos selecionados pela Sociedade Brasileira de Física em um programa financiado pela CAPES, que levou brasileiros ao centro de pesquisa em Genebra, na Suíça.
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- Em 1933, o físico britânico Paul Dirac publicou seu famoso artigo com a equação que conseguiu combinar a mecânica quântica com a teoria da relatividade de Einstein, tornando possível descrever o comportamento dos elétrons quando viajavam a velocidade próximas a da luz. Para a física que se desenvolvia naquele início de século XX, o trabalho de Dirac foi um importante avanço, dando ao físico o prêmio Nobel em 1928 - conta Rafael.
O problema foi que a equação de Dirac trazia um resultado muito estranho:
- Ela permitia que o elétron tivesse valores negativos de energia, uma quantidade que só pode ser positiva. Dirac interpretou esse resultado como sendo a previsão teórica da existência de uma partícula idêntica ao elétron, mas com carga elétrica oposta, ou seja, positiva - diz o professor.
Conforme relata Rafael, o cientista Carl Anderson conseguiu detectar em 1932 o antielétron predito por Dirac - e o chamou de "pósitron". Mais de 20 anos depois, em 1935, Owen Chamberlain, Emilio Segrè, Clyde Wiegand e Thomas Ypsilantis descobriram o antipróton, e já no ano seguinte era observado o antinêutron.
- Restava saber se as antipartículas seriam capazes de se combinar para formar um antiátomo, assim como fazem as partículas normais na formação dos átomos dos elementos que compõem a tabela periódica. A questão foi respondida em 1965 com a observação do antideutério (um antipróton mais um antinêtron). O deutério nada mais é do que um núcleo de hidrogênio. A formação de um antiátomo completo (núcleo mais elétron orbitando) só foi observada em 1995, no Cern - observa o professor.
Hoje em dia, o Cern, muito famoso pelos seus aceleradores, possui uma máquina especialmete desenvolvida para estudar antimatéria, que é na verdade um desacelerador: o Antiproton Decelerator (AD). A antimatéria, repara Rafael Irigoyen, é produzida num processo de aceleração de prótons comuns de alta energia contra um bloco de metal. Sua produção é muito rara: apenas uma a cada 1 milhão de colisões produz antiprótons, que são lançados do ponto de colisão com energia e velocidade muito grande, o que torna difícil o seu estudo.
- É nesse ponto que se faz necessário o desacelerador: para baixar a velocidade das anti-prótons a um valor de cerca de 10% da velocidade da luz, aumentando a sua estabilidade e permitindo tempo suficiente para estudos mais detalhados a respeito das propriedades da antimatéria como, por exemplo, se os antiátomos produzidos nas experiências se comportam de forma idêntica aos átomos comuns, comparando as propriedades de cada um - explica Rafael.
Selecionado pela Sociedade Brasileira de Física junto a outros 29 professores de Ensino Médio para um curso de uma semana no centro de pesquisas, Rafael se uniu ao biólogo e também professor Igor Nornberg para criar o canal de Youtube "A Torre" (confira o vídeo em que eles explicam o acelerador de partículas), que tem como objetivo a divulgação científica. Ele ficou uma semana na Suíça, até o dia 7 de setembro, e, durante a estadia, publicou atualizações sobre o curso e as descobertas que fez por lá. Você pode continuar conferindo o trabalho do Rafael e do Igor no Youtube e no Facebook.
