- O que é antimatéria?
- Descoberta de antimatéria
- Propriedades da antimatéria
- Onde a antimatéria é encontrada?
- Para que serve a antimatéria?
Explicamos o que é a antimatéria, como foi descoberta, suas propriedades, diferenças com a matéria e onde é encontrada.
O que é antimatéria?
Na física de partículas, a antimatéria é o tipo de matéria feita deantipartículas, ao invés departículas comum. É um tipo menos frequente de importam.
A antimatéria é muito semelhante à matéria comum, a única diferença está no carga elétrica das partículas e em alguns números quânticos. Assim, um antielétron, também chamado depósitron, É a antipartícula do elétron, que tem as mesmas propriedades, exceto a carga, que é positiva. Os antineutrons, por outro lado, são neutros (como nêutrons), mas seus momentos magnéticos são opostos. Finalmente, os antiprótons diferem dos prótons por serem carregados negativamente.
Ao interagir, a antimatéria e a matéria se aniquilam após alguns momentos, liberando grandes quantidades deEnergia na forma de fótons de alta energia (raios gama) e outros pares de partículas-antipartículas elementares.
Em estudos defísico É feita uma distinção entre partículas e antipartículas usando uma barra horizontal (macro) sobre os símbolos correspondentes aopróton (p),elétron (e) enêutron (n).
Os átomos constituídos por antipartículas não existem naturalmente no natureza porque eles seriam aniquilados com matéria comum. Apenas uma pequena quantidade foi criada com sucesso em experimentos voltados para a formação de anti-átomos.
Descoberta de antimatéria
A existência da antimatéria foi teorizada em 1928 pelo físico inglês Paul Dirac (1902-1984) quando ele se propôs a formular uma equação matemática combinando os princípios da relatividade Albert Einstein e o física quântica por Niels Bohr.
Este árduo trabalho teórico foi resolvido com sucesso e daí se concluiu que deveria haver uma partícula análoga ao elétron, mas com carga elétrica positiva. Essa primeira antipartícula foi chamada de antielétron e sabe-se hoje que seu encontro com um elétron comum leva à aniquilação mútua e à geração de fótons (raios gama).
Portanto, foi possível pensar na existência de antiprótons e antinêutrons. A Teoria de Dirac foi confirmada em 1932, quando os pósitrons foram descobertos na interação entre os raios cósmicos e a matéria comum.
Desde então, a aniquilação mútua de um elétron e um antielétron foi observada. Sua reunião constitui um sistema conhecido como positrônio, meia-vida nunca superior a 10-10 ou 10-7 segundos.
Posteriormente, no acelerador de partículas de Berkeley (Califórnia, 1955) foi possível produzir antiprótons e antineutrons por meio de colisões atômicas de alta energia, seguindo a fórmula de Einstein de E = m.c2 (energia é igual a massa pela velocidade da luz ao quadrado).
Da mesma forma, em 1995, o primeiro anti-átomo foi obtido graças à Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN). Esses físicos europeus conseguiram criar um átomo de hidrogênio ou anti-hidrogênio antimatéria, composto de um pósitron orbitando um antipróton.
Propriedades da antimatéria
Pesquisas recentes sobre a antimatéria sugerem que ela é tão estável quanto a matéria comum. No entanto, suas propriedades eletromagnéticas são inversas às da matéria.
Não foi fácil estudá-lo em profundidade, dados os enormes custos monetários envolvidos na sua produção em laboratório (cerca de US $ 62.500 milhões por miligrama criado) e sua duração muito curta.
O caso de maior sucesso de criação de antimatéria em laboratório durou cerca de 16 minutos. Mesmo assim, essas experiências recentes levaram à intuição de que a matéria e a antimatéria podem não ter exatamente as mesmas propriedades.
Onde a antimatéria é encontrada?
Este é um dos mistérios da antimatéria, para o qual existem muitas explicações possíveis. A maioria das teorias sobre a origem do universo aceitar que no começo eles existiam proporções o gosto da matéria e da antimatéria.
No entanto, no momento, o universo observável parece ser composto apenas de matéria comum. Possíveis explicações para esta mudança apontam para as interações da matéria e da antimatéria com o matéria escura, ou a uma assimetria inicial entre a quantidade de matéria e antimatéria produzida durante o grande explosão.
O que sabemos é que as produções naturais de antipartículas ocorrem nos anéis Van Allen de nosso planeta. Esses anéis estão localizados a cerca de dois mil quilômetros da superfície e reagem desta forma quando os raios gama atingem o atmosfera Exterior.
Essa antimatéria tende a se aglomerar, já que não há matéria comum suficiente naquela região para se aniquilar, e alguns cientistas acham que esse recurso poderia ser usado para “extrair” a antimatéria.
Para que serve a antimatéria?
A antimatéria ainda não tem muitos usos práticos nas indústrias humanas, devido ao seu elevado custos e o exigente tecnologia isso implica sua produção e manuseio. No entanto, algumas aplicações já são uma realidade.
Por exemplo, exames de tomografia por emissão de pósitrons (PET) são realizados, o que sugere que o uso de antiprótons no tratamento do câncer é possível e talvez mais eficaz do que as técnicas atuais de prótons (radioterapias).
No entanto, a principal aplicação da antimatéria é como fonte de Energia. De acordo com as equações de Einstein, a aniquilação de matéria e antimatéria libera tanta energia que um quilo de matéria / antimatéria aniquilando seria dez bilhões de vezes mais produtivo do que qualquer reação química e dez mil vezes mais do que a fissão nuclear.
Se essas reações puderem ser controladas e aproveitadas, todas as indústrias e até mesmo o transporte mudarão. Por exemplo, dez miligramas de antimatéria poderiam impulsionar uma espaçonave até Marte.