Quantidade de matéria e antimatéria formada durante o Big Bang foi igual e, portanto, deveria se anular – mas desequilíbrio misterioso deu origem ao cosmos
Matéria e antimatéria são dois tipos de material presentes na composição do Universo que agem como “gêmeos idênticos” e, ao mesmo tempo, opostos: para cada partícula de matéria, de carga positiva, haveria uma antipartícula exatamente igual, mas de carga negativa, que formaria a antimatéria. Um estudo divulgado na última semana na revista científica Nature afirma que esses dois tipos de material teriam surgido em quantidades idênticas durante o Big Bang, há 13,8 bilhões de anos. Isso significa que, teoricamente, as partículas e antipartículas deveriam se anular, impedindo o surgimento do Universo. Mas, como sabemos que isso não aconteceu, cientistas estão intrigados com o fato de que simplesmente não conseguem explicar por que o Universo existe.
A única hipótese levantada é que um misterioso desequilíbrio entre a quantidade desses materiais tenha acontecido em algum momento, explicando a predominância de partículas de matéria. A última esperança dos cientistas para encontrar a fonte dessa assimetria estava no estudo das propriedades magnéticas de prótons (partícula positiva que pode ser encontrada nos átomos) e antiprótons (sua versão na antimatéria) – e foi exatamente isso que a equipe de pesquisadores do laboratório europeu CERN, na Suíça, tentou fazer. Mesmo assim, nenhuma discrepância na proporção dessas partículas foi encontrada.
“Todas as nossas observações encontraram uma completa simetria entre matéria e antimatéria, e é por isso que o Universo, na verdade, não deveria existir”, diz o líder da equipe, Christian Smorra, pesquisador do CERN. “Uma assimetria deve existir aqui em algum lugar, mas simplesmente não conseguimos entender onde está a diferença, qual é a fonte da ruptura dessa simetria.”
Como a antimatéria não pode ser fisicamente contida, Smorra e sua equipe usaram um dispositivo chamado “armadilha de Penning”, que usa campos magnéticos e elétricos para armazenar partículas carregadas (como, no caso, antiprótons) a temperaturas incrivelmente baixas. Com essa experiência, a equipe conseguiu quebrar o recorde de armazenamento de antimatéria – as partículas ficaram contidas por 405 dias, no total.
A força do campo magnético dos prótons e antiprótons foi medida com uma precisão de nove dígitos, oferecendo uma exatidão 350 vezes maior do que medições anteriores. Ainda assim, nenhuma diferença entre a matéria e antimatéria pode ser encontrada.
O plano, então, é continuar investigando com precisões cada vez maiores, segundo o CERN. Experimentos futuros já estão sendo planejados para estudar mais detalhadamente as propriedades magnéticas dos antiprótons e verificar se a gravidade pode ser a diferença entre matéria e antimatéria que está intrigando os cientistas.
“Ao aprimorar o experimento com várias novas inovações técnicas, sentimos que ainda poderemos fazer algumas melhorias”, diz Smorra. Segundo ele, com os novos equipamentos de ponta que devem ser instalados no CERN até 2021, será possível conseguir uma precisão pelo menos dez vezes maior nas medições.