É um dos maiores mistérios do universo:por que há muito mais matéria do que antimatéria?

Nos primeiros dias do universo, provavelmente havia quantidades iguais de cada um, mas por alguma razão ou outra, hoje, nosso universo é dominado pela matéria.

Essa assimetria pode ter algo a ver com o fato de que matéria e antimatéria não se comportam exatamente da mesma maneira - não são exatamente opostos espelhados uma da outra.

Uma equipe de pesquisa, liderado pelo professor Jeffrey Hangst da Universidade de Aarhus, Dinamarca, queria descobrir se isso era verdade. Com a ajuda do experimento Alpha-2 no CERN na Suíça, eles foram capazes de manter átomos de anti-hidrogênio em um campo por tempo suficiente para medi-los.

Eles realizaram medições extremamente precisas, demonstrando que o hidrogênio e o anti-hidrogênio se comportam exatamente da mesma maneira quando excitados com um laser.

Os resultados são publicados na revista Natureza .

Medições 100 vezes mais precisas

Um átomo de hidrogênio regular consiste em um próton com carga positiva e um elétron com carga negativa. Enquanto isso, anti-hidrogênio, consiste em um antipróton carregado negativamente e um pósitron carregado positivamente - a antipartícula de um elétron.

Os cientistas conseguiram medir a diferença entre os dois estados de energia do anti-hidrogênio em 2016.

Agora, eles podem medir o espectro do anti-hidrogênio (como ele absorve e emite luz) 100 vezes mais precisamente do que mediam há apenas um ano e meio.

É uma grande conquista, pois a antimatéria não é fácil de produzir, pegar, ou loja. Assim que a antimatéria encontra a matéria, eles desaparecem em uma explosão de energia.

25 anos de trabalho recompensados

Os cientistas descobriram agora que o anti-hidrogênio e o hidrogênio requerem a mesma quantidade de energia para mudar de estado:é necessária a mesma quantidade de energia para fazer um elétron ou pósitron dar um salto quântico e qualquer diferença entre os dois é absolutamente mínima.

Eles mediram isso na estrutura hiperfina do espectro do anti-hidrogênio.

"Naquela época, só encontramos a linha espectral, mas agora as medições se parecem com o que vemos quando medimos o hidrogênio, "diz Hangst, que trabalha nisso há mais de 25 anos.

"Foi muito rápido nos últimos anos - melhor do que o esperado. Às vezes, eu realmente acho que estou sonhando, " ele diz.

Medições ainda mais precisas no caminho

"Mas ainda não chegamos lá. Ainda estamos aquém do nível de precisão com que podemos medir o hidrogênio - por um fator de 500, "diz Hangst.

"Mas agora sabemos que nada nos impede de chegar lá. Só levará alguns anos para fazer, " ele diz.

Para que isso aconteça, eles precisarão atualizar seus equipamentos. Por exemplo, exigirá um relógio atômico ultrapreciso.

A teoria precisa ser testada

Será uma grande surpresa se o hidrogênio e o anti-hidrogênio forem tão diferentes, disse Jørgen Beck Hansen, um físico subatômico experimental do Niels Bohr Institute da Universidade de Copenhagen, Dinamarca.

Além da diferença de carga, isso contradiria as melhores teorias dos físicos sobre partículas e forças.

"Se pegássemos todo o universo, trocou matéria com antimatéria, espelhado, e deu tempo para correr para trás, então, de acordo com nossas equações, obteríamos um universo que se assemelha àquele em que vivemos hoje, "diz Hansen, que não estava envolvido no novo estudo.

"Até que tenhamos virado cada pedra, não sabemos o que encontraremos por baixo. Devemos ir o mais longe que pudermos para ver a diferença entre hidrogênio e anti-hidrogênio, " ele diz.

"Nós, físicos de partículas, medimos a matéria e a antimatéria com uma precisão muito maior, mas Jeff e sua equipe usam um método completamente diferente e medem partículas diferentes. Isso nos dá uma medição independente, e isso é importante. Pode revelar algo que perdemos com nosso método, "diz Hansen.

Esta história foi republicada por cortesia da ScienceNordic, a fonte confiável de notícias científicas em inglês dos países nórdicos. Leia a história original aqui.