antimatéria é o material da ficção científica. No livro e no filme Anjos e demônios, o Professor Langdon tenta salvar a Cidade Do Vaticano de uma bomba de antimatéria. A nave estelar Enterprise usa a propulsão de aniquilação matéria-antimatéria para viagens mais rápidas que a luz.
mas a antimatéria é também o material da realidade. As partículas de antimatéria são quase idênticas às suas homólogas de matéria, exceto que carregam a carga oposta e giram. Quando a antimatéria Encontra a matéria, eles imediatamente aniquilam em energia.,enquanto as bombas de antimatéria e as naves movidas a antimatéria são rebuscadas, ainda existem muitos factos sobre a antimatéria que irão fazer cócegas nas suas células cerebrais.
1. A antimatéria devia ter aniquilado toda a matéria no universo depois do big bang.
de acordo com a teoria, o big bang deve ter criado matéria e antimatéria em quantidades iguais. Quando a matéria e a antimatéria se encontram, eles aniquilam, deixando apenas energia para trás., Portanto, em princípio, nenhum de nós deveria existir.mas nós temos. E, tanto quanto os físicos podem dizer, é apenas porque, no final, havia uma partícula de matéria extra para cada bilhão de pares de matéria-antimatéria. Os físicos estão a trabalhar arduamente para tentar explicar esta assimetria.
2. A antimatéria está mais perto de TI do que pensas.
Pequenas quantidades de antimatéria constantemente chover sobre a Terra na forma de raios cósmicos, partículas energéticas do espaço., Estas partículas de antimatéria atingem a nossa atmosfera a uma taxa que varia entre menos de um por metro quadrado e mais de 100 por metro quadrado. Os cientistas também viram evidências de produção de antimatéria acima das tempestades.mas outras fontes de antimatéria estão ainda mais perto de casa. Por exemplo, bananas produzem antimatéria, liberando um positrão—o equivalente antimatéria de um elétron—a cada 75 minutos. Isto ocorre porque as bananas contêm uma pequena quantidade de potássio-40, um isótopo natural de potássio. À medida que o potássio-40 decai, espalha ocasionalmente um positrão no processo.,os nossos corpos também contêm potássio-40, o que significa que os positrões também estão a ser emitidos por si. A antimatéria aniquila-se imediatamente em contacto com a matéria, por isso estas partículas de antimatéria são de curta duração.
3. Os humanos criaram apenas uma pequena quantidade de antimatéria.
as aniquilações de matéria antimatéria têm o potencial de libertar uma enorme quantidade de energia. Um grama de antimatéria pode produzir uma explosão do tamanho de uma bomba nuclear., No entanto, os humanos produziram apenas uma minúscula quantidade de antimatéria.todos os antiprotões criados no acelerador de partículas de Tevatron de Fermilab somam apenas 15 nanogramas. Os feitos no CERN equivalem a cerca de 1 nanograma. Em DESY, na Alemanha, foram produzidos até à data cerca de 2 nanogramas de positrões.se toda a antimatéria alguma vez feita por humanos fosse aniquilada de uma vez, a energia produzida não seria suficiente para ferver uma chávena de chá.o problema reside na eficiência e no custo da produção e armazenamento de antimatéria., Produzir 1 grama de antimatéria exigiria aproximadamente 25 milhões de bilhões de quilowatts-hora de energia e custaria mais de um milhão de bilhões de dólares.
4. Existe uma Armadilha de antimatéria.
para estudar antimatéria, você precisa evitar que ela se aniquile com matéria. Os cientistas criaram maneiras de fazer isso.
partículas de antimatéria carregadas, tais como positrões e antiprotões, podem ser mantidas em dispositivos chamados armadilhas de Penning., Estes são comparáveis a pequenos aceleradores. No interior, as partículas espiralam à medida que os campos magnéticos e elétricos os impedem de colidir com as paredes da armadilha.
mas as armadilhas de Penning não funcionarão com partículas neutras como o anti-hidrogénio. Por não terem carga, estas partículas não podem ser confinadas por campos elétricos. Em vez disso, eles são mantidos em armadilhas Ioffe, que funcionam criando uma região do espaço onde o campo magnético fica maior em todas as direções. A partícula fica presa na área com o campo magnético mais fraco, como um mármore rolando em torno do fundo de uma tigela.,o campo magnético da terra também pode atuar como uma espécie de armadilha de antimatéria. Os antiprotões foram encontrados em zonas ao redor da Terra chamadas cinturões de radiação Van Allen.
5. A antimatéria pode cair.
as partículas de antimatéria e matéria têm a mesma massa, mas diferem em propriedades como carga elétrica e spin. O modelo padrão prevê que a gravidade deve ter o mesmo efeito sobre matéria e antimatéria; no entanto, isso ainda não foi visto., Experiências como AEGIS, ALPHA e GBAR são difíceis de descobrir.observar o efeito da gravidade na antimatéria não é tão fácil como ver uma maçã cair de uma árvore. Estes experimentos precisam manter a antimatéria em uma armadilha ou abrandá-la, resfriando-a para temperaturas um pouco acima do zero absoluto. E como a gravidade é a mais fraca das forças fundamentais, os físicos devem usar partículas neutras de antimatéria nestes experimentos para evitar a interferência da força elétrica mais poderosa.,
6. A antimatéria é estudada em desaceleradores de partículas.
já ouviu falar de aceleradores de partículas, mas sabia que também havia desaceleradores de partículas? O CERN abriga uma máquina chamada desacelerador de antipróton, um anel de armazenamento que pode capturar e retardar os antiprótons para estudar suas propriedades e comportamento.
em aceleradores de partículas circulares como o Grande Colisor de Hádrons, as partículas recebem um chute de energia cada vez que completam uma rotação., Os desaceleradores funcionam ao contrário; em vez de um impulso de energia, as partículas têm um chute para trás para abrandar as suas velocidades.
7. Os Neutrinos podem ser as suas próprias antipartículas.
uma partícula de matéria e o seu parceiro de antimatéria carregam cargas opostas, tornando-os fáceis de distinguir. Neutrinos, partículas quase sem massa que raramente interagem com a matéria, não têm carga., Os cientistas acreditam que podem ser partículas Majoranas, uma hipotética classe de partículas que são suas próprias antipartículas.
Projetos como o demonstrador Majorana e EXO-200 são destinados a determinar se os neutrinos são partículas Majoranas, Procurando um comportamento chamado decaimento beta duplo neutrinoless.alguns núcleos radioactivos decaem simultaneamente, libertando dois electrões e dois neutrinos. Se os neutrinos fossem suas próprias antipartículas, eles se aniquilariam uns aos outros no rescaldo do duplo decaimento, e os cientistas observariam apenas elétrons.,encontrar neutrinos Majoranos pode ajudar a explicar por que a assimetria de antimatéria existe. Os físicos sugerem que os neutrinos de Majorana podem ser pesados ou leves. Os leves existem hoje, e os pesados só existiriam logo após o Big bang. Estes neutrinos pesados de Majorana teriam decaído assimetricamente, levando ao pequeno excesso de matéria que permitiu ao nosso universo existir.
8. A antimatéria é usada na medicina.,
PET (Tomografia de emissão de positrões) usa positrões para produzir imagens de alta resolução do corpo. Isótopos radioativos emissores de positrões (como os encontrados em bananas) estão ligados a substâncias químicas como a glicose que são usadas naturalmente pelo corpo. Estes são injetados na corrente sanguínea, onde são naturalmente quebrados, liberando positrões que encontram elétrons no corpo e aniquilam. As aniquilações produzem Raios Gama que são usados para construir imagens.,os cientistas do projecto ECA do CERN estudaram a antimatéria como potencial candidato à terapia do cancro. Os médicos já descobriram que podem atingir tumores com feixes de partículas que irão libertar a sua energia apenas depois de passarem em segurança através de tecidos saudáveis. Usando antiprotons adiciona uma explosão de energia extra. Verificou-se que a técnica era eficaz em células de hamster, mas os investigadores ainda não realizaram estudos em células humanas.
9., A antimatéria que nos devia ter impedido de existir pode ainda estar à espreita no espaço.
uma maneira que os cientistas estão tentando resolver o problema da assimetria de antimatéria é procurando por antimatéria deixada do Big bang.
o espectrómetro magnético alfa é um detector de partículas que se situa no topo da Estação Espacial Internacional à procura destas partículas. AMS contém campos magnéticos que dobram o caminho das partículas cósmicas para separar a matéria da antimatéria. Os detectores avaliam e identificam as partículas à medida que passam.,colisões de raios cósmicos produzem rotineiramente positrões e antiprotões, mas a probabilidade de criar um átomo de antihélio é extremamente baixa devido à enorme quantidade de energia necessária. Isto significa que a observação de mesmo um único núcleo antihélio seria uma forte evidência para a existência de uma grande quantidade de antimatéria em algum outro lugar do universo.
10. As pessoas estão estudando como abastecer naves espaciais com antimatéria.,
apenas um punhado de antimatéria pode produzir uma enorme quantidade de energia, tornando-se um combustível popular para veículos futuristas na ficção científica.
propulsão de foguete antimatéria é hipoteticamente possível; a maior limitação é coletar antimatéria suficiente para fazê-lo acontecer.
actualmente não existe tecnologia disponível para produzir em massa ou recolher antimatéria no volume necessário para esta aplicação. No entanto, um pequeno número de pesquisadores realizaram estudos de simulação sobre propulsão e armazenamento., Estes incluem Ronan Keane e Wei-Ming Zhang, que fizeram seu trabalho na Western Reserve Academy e Kent State University, respectivamente, e Marc Weber e seus colegas na Universidade do Estado de Washington. Um dia, se conseguirmos descobrir uma forma de criar ou coletar grandes quantidades de antimatéria, os seus estudos poderão ajudar as viagens interestelares movidas a antimatéria a tornarem-se realidade.