{"id":21343,"date":"2023-10-03T16:01:13","date_gmt":"2023-10-03T19:01:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf-wp2027\/?p=21343"},"modified":"2023-10-03T16:01:17","modified_gmt":"2023-10-03T19:01:17","slug":"estudo-com-cientistas-brasileiros-prova-que-a-antimateria-cai-sob-acao-da-gravidade-terrestre","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sbfisica.org.br\/v1\/sbf\/estudo-com-cientistas-brasileiros-prova-que-a-antimateria-cai-sob-acao-da-gravidade-terrestre\/","title":{"rendered":"Estudo com cientistas brasileiros prova que a antimat\u00e9ria cai sob a\u00e7\u00e3o da gravidade terrestre"},"content":{"rendered":"\n

Grupo de pesquisadores do ALPHA publica artigo na Nature que pretende encerrar d\u00e9cadas de especula\u00e7\u00e3o sobre a antigravidade<\/em><\/p>\n\n\n\n

Um grupo de cientistas brasileiros, da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e INMETRO, juntos \u00e0 colabora\u00e7\u00e3o Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) pretende encerrar d\u00e9cadas de especula\u00e7\u00f5es sobre a antigravidade. O resultado do estudo, publicado em um artigo na revista Nature<\/a> hoje (27\/09), afirma que a acelera\u00e7\u00e3o da gravidade sobre antimat\u00e9ria \u00e9 compat\u00edvel com a da mat\u00e9ria, excluindo a possibilidade de antigravidade. Participaram do estudo os cientistas Cl\u00e1udio Lenz Cesar, Daniel de Miranda Silveira e Rodrigo Lage Sacramento, da UFRJ, e \u00c1lvaro Nunes de Oliveira, da Organiza\u00e7\u00e3o Europeia para a Pesquisa Nuclear (CERN), que opera o Grande Colisor de H\u00e1drons, na Su\u00ed\u00e7a.<\/p>\n\n\n\n

A aus\u00eancia de antimat\u00e9ria primordial no Universo \u00e9 um dos maiores mist\u00e9rios da F\u00edsica atual. Por d\u00e9cadas, os cientistas especulam se a antimat\u00e9ria iria interagir com a mat\u00e9ria gravitacionalmente da mesma maneira que a mat\u00e9ria. Essa equival\u00eancia gravitacional \u00e9 prevista pela teoria de Albert Einstein, que tem se mostrado bastante precisa. Havia especula\u00e7\u00e3o at\u00e9 de uma poss\u00edvel \u201cantigravidade\u201d, uma repuls\u00e3o gravitacional que levaria os anti\u00e1tomos a \u201cca\u00edrem para cima\u201d. Contudo, isto n\u00e3o seria esperado tendo em vista que mesmo a luz (pura energia, sem massa) cai sob efeito da curvatura do espa\u00e7o-tempo induzida pela gravidade segundo a Relatividade Geral.<\/p>\n\n\n\n

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Representantes da colabora\u00e7\u00e3o ALPHA no Desacelerador de Antiprotons no CERN. Atr\u00e1s da equipe est\u00e1 o equipamento ALPHA-g, uma armadilha magn\u00e9tica na vertical onde se estudou o comportamento dos anti\u00e1tomos de hidrog\u00eanio, se escapariam para cima ou para baixo dependendo do min\u00fasculo efeito da gravidade terrestre frente aos campos magn\u00e9ticos de aprisionamento.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

No entanto, a dificuldade em se construir uma boa teoria gravitacional qu\u00e2ntica deixa d\u00favidas quanto a validade absoluta da Relatividade Geral. Uma medida direta de queda gravitacional precisaria esperar o desenvolvimento de t\u00e9cnicas de aprisionamento de grande quantidade de antihidrog\u00eanio frio (baixa energia cin\u00e9tica), com carga el\u00e9trica nula. Al\u00e9m disso, seria necess\u00e1rio um alto controle sobre campos magn\u00e9ticos. E foi isso o que conseguiu realizar o grupo brasileiro na colabora\u00e7\u00e3o ALPHA.<\/p>\n\n\n\n

A concep\u00e7\u00e3o original do experimento, descrita pelo professor Claudio Lenz Cesar em artigo publicado em 1997<\/a>, \u00e9 bastante simples. Os anti\u00e1tomos s\u00e3o aprisionados em uma armadilha vertical e as barreiras magn\u00e9ticas posicionadas acima e abaixo da amostra teriam que ser absolutamente id\u00eanticas e seriam lentamente reduzidas. Se os antihidrog\u00eanios experimentassem \u201cantigravidade\u201d a maioria deles \u201ccairia para cima\u201d, caso contr\u00e1rio, cairia para baixo. Sempre vai haver uma fra\u00e7\u00e3o dos \u00e1tomos que escapa em dire\u00e7\u00e3o contr\u00e1ria \u00e0 da acelera\u00e7\u00e3o da gravidade, pois os \u00e1tomos come\u00e7am com energia cin\u00e9tica (de movimento) alta comparada com a diferen\u00e7a da energia potencial gravitacional ao longo da armadilha. <\/p>\n\n\n\n

No experimento, p\u00f4de-se observar, utilizando um detector de aniquila\u00e7\u00e3o cobrindo toda a extens\u00e3o da armadilha, quantos anti\u00e1tomos escapam para cima e quantos para baixo. Ao escapar da armadilha o anti\u00e1tomo colide com as paredes e se aniquila permitindo assim sua detec\u00e7\u00e3o. Uma precis\u00e3o maior da medida \u00e9 obtida compensando o efeito da gravidade pela aplica\u00e7\u00e3o de pequenas diferen\u00e7as de campo magn\u00e9tico acima e abaixo da amostra. Os resultados mostram uma medida da acelera\u00e7\u00e3o da gravidade de a = (0.75 \u00b1 0.13 (incerteza estat\u00edstica + sistem\u00e1tica) \u00b1 0.16 (incerteza de simula\u00e7\u00e3o)) g, onde g \u00e9 a acelera\u00e7\u00e3o local da gravidade. Portanto, a acelera\u00e7\u00e3o medida \u00e9 da ordem de 75% de \u201cg\u201d com incertezas da ordem de 20-29% de \u201cg\u201d (dependendo de como se combinam as incertezas avaliadas), ou seja, \u00e9 compat\u00edvel com a gravidade normal sentida por \u00e1tomos, \u00e9 incompat\u00edvel com aus\u00eancia de gravidade, e exclui completamente a possibilidade da \u201cantigravidade\u201d.<\/p>\n\n\n\n

O princ\u00edpio de equival\u00eancia de Einstein que prev\u00ea que todos os corpos caem sob efeito da gravidade com a mesma acelera\u00e7\u00e3o independente de sua composi\u00e7\u00e3o continua v\u00e1lido frente a essas medidas. Mas, ser\u00e1 que o resultado ser\u00e1 mantido quando o experimento atingir precis\u00f5es muito melhores do que a alcan\u00e7ada nesse experimento inicial? Ser\u00e1 que uma \u201cquinta-for\u00e7a\u201d n\u00e3o interage diferentemente com antimat\u00e9ria e mat\u00e9ria? Eis uma das perguntas que sempre rondam a F\u00edsica, que possui outros grandes mist\u00e9rios como a ess\u00eancia da mat\u00e9ria escura e da energia escura. At\u00e9 l\u00e1, o mist\u00e9rio da aus\u00eancia de antimat\u00e9ria primordial no Universo persiste sem uma explica\u00e7\u00e3o. Enquanto isso, outros experimentos \u2013 principalmente no CERN, como o LHCb e o BASE \u2013 buscam em diferentes regimes outros poss\u00edveis mecanismos que expliquem esse mist\u00e9rio da assimetria entre mat\u00e9ria e antimat\u00e9ria.<\/p>\n\n\n\n

Em breve o Brasil deve virar um pa\u00eds membro do CERN, num conv\u00eanio que est\u00e1 no Congresso nacional para aprova\u00e7\u00e3o e posterior san\u00e7\u00e3o presidencial. Isso vai permitir ao Pa\u00eds ter um protagonismo muito maior nesses experimentos na fronteira do conhecimento e que s\u00f3 podem ser realizados no CERN com sua infraestrutura de aceleradores, incluindo o maior do mundo, o LHC, e o \u00fanico desacelerador de antipr\u00f3tons do mundo.<\/p>\n\n\n\n

O grupo brasileiro no ALPHA tem sido apoiado pelo CNPq, RENAFAE e FAPERJ. Atualmente, o grupo est\u00e1 desenvolvendo uma t\u00e9cnica de gera\u00e7\u00e3o de \u00edons frios negativos de hidrog\u00eanio para introduzir hidrog\u00eanio na mesma armadilha do antihidrog\u00eanio e assim poder realizar uma compara\u00e7\u00e3o direta entre o \u00e1tomo e o anti\u00e1tomo. Esta compara\u00e7\u00e3o direta entre \u00e1tomos e anti\u00e1tomos vai permitir um salto na precis\u00e3o destes testes fundamentais na fronteira da F\u00edsica atual. Leia sobre esse estudo no artigo da SBF de junho<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

(Colaboraram UFRJ e SBF)<\/strong><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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