Imagem: Stu Shepherd/TRIUMF

Cientistas estão correndo contra o tempo para ligar um novo detector que irá explorar os efeitos da gravidade sobre a antimatéria antes que o laboratório da Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear, da sigla CERN, seja desativado por dois anos.

É uma máquina de 200 quilos envolta por um escudo de gás argônio e dióxido de carbono.

Batizado de ALPHA-g, sua função é bastante similar à de gerações anteriores de detectores, com uma exceção: foi criado para medir os efeitos de uma suposta “antigravidade”.

Antimatéria e gravidade

O detector foi sugerido pela primeira vez em 2013. Nos últimos meses, seus desenvolvedores trabalharam muito na cidade de Vancouver, no Canadá, para concluir sua construção. Por fim, em julho, o ALPHA-g foi enviado por avião de carga para o CERN, o único local no mundo que pode fornecer a quantidade de antimatéria necessária para que haja um perfeito funcionamento.

Os cientistas pretendem resolver quaisquer problemas técnicos e levar seus experimentos de gravidade no ALPHA-g antes da pausa nas atividades do laboratório, no dia 12 de novembro.

Entender se a antimatéria obedece às mesmas leis da gravidade como a matéria faz é um passo importante para confirmar décadas de teorias postuladas por físicos.

A antimatéria é exatamente como a matéria regular, aquela que compõe as estrelas, planetas e todos os objetos observáveis no universo. Para tanto, exibe algumas propriedades quânticas opostas – por exemplo, enquanto a matéria regular tem elétrons carregados negativamente, a antimatéria tem pósitrons, carregados positivamente.

Mas também tem as mesmas propriedades gravitacionais que a matéria regular, como prevê a teoria, ou elas são opostas? Em outras palavras, a antimatéria cai para “cima” ou para “baixo”?

A aposta

Enquanto detectores ALPHA anteriores eram orientados na horizontal com câmaras estreitas, o novo é orientado na vertical.

Com 2,3 metros de altura, enormes rolos circundam a câmara do ALPHA-g, criando assim um campo magnético capaz de conter átomos de “anti-hidrogênio” como se estivessem presos em uma garrafa de plástico, por exemplo.

Em vez de uma garrafa normal, você pode imaginar uma garrafa com uma tampa tanto na parte superior quanto na inferior. Durante os experimentos, o campo magnético deve ser manipulado com precisão para que as tampas superior e inferior “se abram” simultaneamente.

A equipe do ALPHA então poderá observar se os átomos de anti-hidrogênio caem como matéria normal na presença do campo gravitacional da Terra, ou se eles se movem para cima, desafiando a gravidade.

Imagem: Stu Shepherd/TRIUMF

Quais são os desafios?

E a equipe já tem enfrentado problemas demais. Pouco tempo após o ALPHA-g ser instalado no CERN, um dos 256 fios de tungstênio banhados a ouro do dispositivo veio a quebrar, enrolando-se e se prendendo a outros fios, levando a um curto-circuito em dois eletrodos que geram o campo elétrico.

Para corrigir isso, membros da equipe tiveram que voar de Vancouver, estabelecer uma área de trabalho estéril adjacente ao dispositivo e desmontar grande parte do detector para acessar os fios defeituosos. Após uma semana de intenso trabalho, o ALPHA-g voltou a operar.

“Sempre há problemas que não prevemos que exigem atenção imediata”, explica Pierre Amaudruz, gerente de projetos. “É disso que se trata a pesquisa em território inexplorado. Temos que tentar resolver problemas imprevistos constantemente”. Completa Pierre.

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