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quarta-feira, 1 de fevereiro de 2017

Mistério matéria-antimatéria permanece sem solução!


Há pouca margem de mudanças para as disparidades entre matéria e prótons de antimatéria, de acordo com um novo estudo publicado pelo experimento BASE no CERN.

Partículas de matéria carregadas, tais como prótons e elétrons, todos têm em contrapartida uma antipartícula. Estas antipartículas parecem idênticas em todos os aspectos dos seus irmãos de matéria, mas têm uma carga oposta e uma propriedade magnética oposta. Esta paridade recalcitrante é um quebra-cabeça para os cosmólogos que querem saber o porque a matéria triunfou sobre a anti-matéria no início do universo.


"Estamos procurando sugestões", diz Stefan Ulmer, porta-voz da colaboração do BASE. "Se encontrarmos uma pequena diferença entre a matéria e as partículas de antimatéria, isso não responderia o por que o universo é feito de matéria e não antimatéria, mas seria uma pista importante".

Ulmer e seus colegas que trabalham no experimento BASE no CERN, examinaram minuciosamente as propriedades dos antiprótons, para procurar divergências minúsculas nos prótons. E o artigo sobre isso foi publicado na revista Nature Communications, a colaboração do BASE no CERN relatou a medição mais precisa já feita do momento magnético do antipróton.

"Cada partícula carregada que transporta rotação, é como um pequeno ímã", diz Ulmer. "O momento magnético é uma propriedade fundamental que nos diz a força desse ímã".

A medida que o BASE mostrou que os momentos magnéticos do próton e do antipróton são idênticos, além de seus sinais opostos, a incerteza experimental é de 0,8 partes por milhão. O resultado melhora a precisão da melhor medição anterior feita pela colaboração ATRAP em 2013 também no CERN, por um fator de seis. Esta nova medida mostra uma simetria quase perfeita entre a matéria e as partículas de antimatéria, restringindo ainda mais a margem de erro para incongruências que poderiam ter explicado a assimetria cósmica entre matéria e antimatéria.

A medição foi feita na ‘’Fábrica de Antimatéria’’ no CERN, que gera antiprótons pela quebra de protóns normais em um alvo e, em seguida, foca o retardamento das partículas de antimatéria resultantes usando o ‘’Antiproton Decelerator’’. Porque a matéria e a antimatéria aniquilam-se quando entram em contato, a experiência do BASE prende primeiramente antiprótons em um vácuo, usando um sofisticado dispositivo eletromagnético que esfria-os a aproximadamente 1 grau Celsius acima do zero absoluto. 

Estes reservatórios eletromagnéticos podem armazenar antipartículas por longos períodos de tempo; em alguns casos, ao longo de um ano. Uma vez no reservatório, os antiprótons são alimentados um a um em uma armadilha com um recipiente magnético sobreposto, na qual os antiprótons oscilam ao longo das linhas do campo magnético. 

Dependendo do seu alinhamento Norte-Sul no recipiente magnético, os antiprótons vibrarão em duas taxas ligeiramente diferentes. A partir dessas oscilações (combinadas com métodos de ressonância magnética nuclear), os físicos podem determinar o momento magnético.

O desafio com esta nova medida, foi o desenvolvimento de uma técnica sensível às diferenças minúsculas entre antiprótons alinhados com o campo magnético versus aqueles anti-alinhados.

"É o equivalente a determinar se uma partícula vibrou 5 milhões de vezes, ou 5 milhões e um ao longo de um segundo", diz Ulmer. "Como esta medida é tão sensível, armazenamos antiprótons no reservatório e realizamos a medição quando o desacelerador de antiprótons estava desligado e o laboratório estava inativo".

Agora, o BASE planeja medir o momento magnético do antipróton usando uma nova técnica de ‘’aprisionamento’’ que deve permitir uma precisão de algumas partes por bilhão - ou seja, um fator de 200 a 800 de melhora.

Os membros da experiência BASE esperam que um nível mais alto de precisão possa fornecer pistas sobre por que a matéria prosperou no universo, enquanto a antimatéria cósmica permanece à beira da extinção.

"Cada nova medida de precisão nos ajuda a completar a estrutura, e ajuda a refinar ainda mais a nossa compreensão da relação entre matéria e antimatéria", diz Ulmer.

Artigo cientifico: https://goo.gl/yHyc3d

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