Cientistas fizeram nova e importante descoberta envolvendo a diferença entre a matéria e a antimatéria. Isso é importante para entendermos a existência do Universo.
As partículas de antimatéria, tais como antielétrons e antiprótons, têm a mesma massa dos elétrons e prótons, mas suas cargas elétricas são opostas.
Testes foram realizados no Grande Colisor de Hádrons no CERN (Imagem: Danuta Hyniewska/Shutterstock)
Os que os cientistas descobriram e relacionaram entre Big Bang e o Universo
O estudo foi divulgado na quinta-feira (16) na Nature;
Nele, uma coalizão internacional de cientistas do laboratório de física de partículas CERN, em Genebra (Suíça), revelou desequilíbrio sutil entre partículas similares a prótons e nêutrons;
Agora, os pesquisadores têm mais subsídios para estudar as discrepâncias entre matéria e antimatéria;
Xueting Yang, estudante de pós-graduação da Universidade de Pequim (China) e principal autora da pesquisa, diz que a descoberta auxilia no entendimento de questões mais amplas sobre a física fundamental.
Big Bang e o Universo
O Big Bang, teoria que explicaria a origem do Universo, afirma que as quantidades de matéria e antimatéria deveriam ser iguais, mas, quando as partículas de matéria colidem com a antimatéria, todas se aniquilam numa explosão de radiação.
Tal explosão deveria deixar o Universo sem matéria. Mas, 13,8 bilhões de anos depois, a matéria segue em abundância, e nada de antimatéria.
Ou seja, após o Big Bang, em algum momento, para cada bilhão de pares de matéria e antimatéria, uma partícula extra de matéria permaneceu. Esse é um fenômeno chamado de violação de carga-paridade (violação CP).
As novas descobertas foram baseadas em experimentos realizados entre os anos de 2011 e 2018 no Grande Colisor de Hádrons (LHC, na sigla em inglês) têm similaridades com o Big Bang, convertendo energia em partículas, resultando em produção de matéria e antimatéria.
Para a medição da violação de CP, os cientistas utilizaram o detector Large Hadron Collider beauty (LHCb). Esse detector foi projetado para registro de decaimentos de partículas capazes de explicar as diferenças entre matéria e antimatéria.
Prótons e nêutrons são a base da matéria (Imagem: bigjom jom/Shutterstock)
Outro foco do estudo foi o bárion lambda-beauty, partícula composta por três quarks. Um deles é o quark beauty (também conhecido como bottom), que substitui um quark down no nêutron.
Durante as colisões, o bárion lambda-beauty se descompunha em um próton e três mésons. Enquanto isso, a antimatéria se transformava em antiprótons e antimésons.
No fim das contas, o estudo apontou que a versão de matéria do decaimento pode ter sido mais provável em certos pontos percentuais do que a versão de antimatéria.
Foram observados 80 mil decaimentos, que indicaram que a chance de tal discrepância ocorrer por acaso é de menos de uma em cinco milhões.
O que foi visto nos bárions lambda-beauty poderia ser uma manifestação de violação de CP observada nos mésons ainda na década de 1960. Ela levou à inclusão de quarks top e bottom no modelo padrão da física de partículas.
A violação de CP em mésons foi descoberta nas décadas de 1990 e 2000, mas, na época, não eram suficientes para explicar as discrepâncias entre matéria e antimatéria.
Em um primeiro momento, os resultados também estão alinhados com os limites do modelo padrão, mas as descobertas recentes oferecem oportunidade de melhorar e testar as previsões teóricas.
Outra parte do LHC (Imagem: editorial: Belish/Shutterstock)
“A previsão teórica para decaimentos de bárions ainda é muito imprecisa, então, é difícil ter uma comparação precisa com os resultados experimentais”, afirmou Yang. No futuro, esperam-se mais experiências capazes de revelar novas fontes de violação de CP.
Tags: