19 de nov de 2010

Habemus antimatéria

Blog do Carlos Orsi

18/11/2010

Cientistas do Cern anunciaram ontem a criação — e contenção — de 38 átomos de antimatéria, formados por um antipróton no núcleo com um pósitron ao seu redor. Trata-se de uma versão em negativo do átomo mais simples existente na natureza, o de hidrogênio, formado por um próton e um elétron.

Suponho que a maioria das pessoas encontrou a palavra “antimatéria” pela primeira vez em algum produto de cultura pop, seja um filme, uma história em quadrinhos ou um seriado de TV.

Antimatéria é o que move a nave estelar Enterprise (os cristais de dilítio estão lá apenas para “regular a reação”); uma onda de antimatéria quase destruiu o universo de super-heróis da DC Comics durante a Crise nas Infinitas Terras; e uma bomba de antimatéria é o “mcguffin” — o prêmio/ameaça que mantém heróis e vilões correndo de um lado para o outro — do livro Anjos e Demônios, de Dan Brown.

Mas, afinal, de que se trata?

Antimonitor, o vilão de antimatéria do universo DC Comics
A existência da antimatéria — partículas idênticas às da matéria comum, mas de carga elétrica invertida — foi prevista por Paul Dirac no início do século passado.

Na verdade, não exatamente “prevista”. A antimatéria inicialmente surgiu como uma espécie de efeito colateral de uma equação criada por Dirac para adaptar as descobertas da mecânica quântica à Teoria da Relatividade Restrita, que postula que o tempo e o espaço são relativos e a velocidade da luz no vácuo é a maior velocidade possível no Universo.

O próprio Dirac demorou um pouco pra entender que o fato de a equação também produzir resultados meio malucos — que podiam ser interpretados como elétrons com carga elétrica invertida — não era um apenas uma espécie de bug no sistema, mas a previsão teórica de uma entidade física que até então jamais havia sido observada. O pósitron, ou elétron positivo, acabou sendo descoberto experimentalmente em 1932. Dirac recebeu o Nobel de Física em 1933.

Mas o que torna antimatéria interessante para o roteirista de quadrinhos, o escritor de ficção científica e os produtores de filmes-catástrofe em geral é o fato de que quando uma partícula e uma antipartícula se encontram, ambas são destruídas, produzindo energia. Muita energia.

Em 1950, o cientista alemão Eugen Sänger propôs a criação de um foguete de antimatéria, onde elétrons e pósitrons seriam aniquilados. A energia da aniquilação produziria raios gama, que seriam expelidos num jato, gerando o impulso da nave.

Esse foguete seria perfeito, exceto por uma dificuldade: as partículas dos raios gama estariam se movendo em direções aleatórias, e para um foguete funcionar é preciso que o jato seja apontado na direção oposta à que se deseja seguir.

Na década de 80, Robert L. Forward propôs um design diferente, baseado na aniquilação de prótons e antiprótons. Isso produziria partículas dotadas de carga elétrica, que poderiam ser guiadas por campos magnéticos.

O problema disso tudo é que a energia necessária para produzir e controlar a antimatéria, nessas escalas, é proibitiva. Como diz o site do Cern, “primeiro precisamos fazer cada antipartícula individual, e temos de investir (muito) mais energia do que tiramos durante a aniquilação”.

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