Uma equipe internacional de pesquisadores realizou a medição mais precisa já feita do espectro do anti-hidrogênio, a contraparte de antimatéria do átomo mais simples do universo. O resultado, publicado na revista Nature, revela que a simetria entre matéria e antimatéria se mantém intacta mesmo sob um escrutínio cem vezes mais rigoroso.
A colaboração ALPHA, grupo de aproximadamente 60 cientistas que opera no laboratório CERN, próximo a Genebra, conduziu o experimento. O professor Timothy Friesen, da Universidade de Calgary, liderou a nova medição ao lado de sua equipe.
A investigação concentrou-se na divisão hiperfina, uma pequena diferença de energia que surge porque o antipróton e o pósitron se comportam como ímãs microscópicos em interação. No hidrogênio comum, o tamanho dessa divisão é conhecido com enorme precisão, tornando sua medição no anti-hidrogênio uma forma de buscar diferenças ocultas.
Caso os pesquisadores encontrassem uma discrepância minúscula, isso quebraria a compreensão atual da física em seu nível mais fundamental. Se a simetria entre matéria e antimatéria for quebrada, haveria impacto imenso sobre as teorias e leis absolutas da física, afirmou Friesen.
As leis da física indicam que matéria e antimatéria deveriam espelhar-se perfeitamente, diferindo apenas pela carga elétrica. Quando uma encontra a outra, ambas se aniquilam, o que leva a um dos maiores mistérios do cosmos: se o Big Bang gerou quantidades iguais de ambas, tudo deveria ter sido destruído no início.
O universo ser composto quase inteiramente de matéria sugere que existe uma diferença mínima ainda não detectada. O novo experimento representa a segunda medição dessa propriedade no anti-hidrogênio, após a primeira realizada em 2017.
Desta vez, o teste foi cem vezes mais preciso, marcando passo decisivo rumo à avaliação do anti-hidrogênio com o mesmo nível de exatidão do hidrogênio comum. Produzir e conter anti-hidrogênio é extremamente difícil, exigindo vácuo semelhante ao do espaço sideral e ímãs supercondutores para evitar contato com as paredes do recipiente.
O próximo marco, segundo Friesen, será medir as propriedades do anti-hidrogênio com a mesma precisão do hidrogênio. Depois, os cientistas deverão aprimorar simultaneamente as medições de ambos os átomos para buscar qualquer assimetria.
Mesmo a menor diferença detectada questionaria o entendimento atual da natureza. Por enquanto, a simetria resiste, mas o mistério da antimatéria perdida no universo continua a desafiar a ciência.
Leia mais sobre o assunto na phys.org.
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