O que é antimatéria?

Literalmente, a antimatéria é o inverso da matéria. Cada partícula elementar que conhecemos possui uma partícula oposta que apresenta exatamente as mesmas características, exceto a carga elétrica, que é o inverso. O pósitron, por exemplo, é a antimatéria do elétron, portanto, possui a mesma massa, mesma rotação, mesmo tamanho, mas carga elétrica de sinal oposto.

Matéria e antimatéria, constituídas de antipartículas

A antimatéria não é produzida naturalmente na Terra. Tudo o que se sabe sobre essas antipartículas vem de experiências realizadas em aceleradores de partículas, que apresentam antipartículas como produto. A dificuldade de produzir e analisar esses materiais está no fato de que, no encontro da matéria com a antimatéria, sempre ocorre aniquilação, isto é, uma destrói a outra, e o resultado é uma grande quantidade de energia.

Descoberta

Em 1928, o físico britânico Paul Andrien M. Dirac revisou a equação da equivalência entre massa e energia proposta por Einstein e propôs que a massa deveria ser considerada com valores positivos e negativos. A proposta de Dirac permitiu considerar a possibilidade da existência de antimatéria.

Em 1932, Carl Anderson detectou a presença de elétrons positivos durante um experimento com raios cósmicos. O antielétron detectado foi chamado de pósitron e tem as mesmas características do elétron, mas apresenta carga elétrica de sinal positivo.

Em 1955, cientistas criaram o antipróton por meio de um acelerador de partículas. Desde então, os estudos relacionados com antimatéria vêm revelando antipartículas de nêutrons, quarks, léptons etc.

Aplicações

De forma prática, podemos citar o exame PET scan, que utiliza a emissão de pósitrons para formação de imagens tridimensionais usadas na detecção de tumores. Os elétrons do corpo humano sofrem aniquilação ao se depararem com pósitrons emitidos por uma determinada substância. O produto da aniquilação é a geração de radiação gama, que é utilizada para a formação de imagens 3D.

A aniquilação em larga escala existente no encontro de partículas e antipartículas pode gerar quantidades exorbitantes de energia. Uma quantidade de 10 quilos de antimatéria pode gerar a energia correspondente a seis anos de pleno funcionamento da Usina de Itaipu! O rendimento de 1 g de antimatéria em um carro teria uma autonomia aproximada de 10 mil quilômetros.

As forças armadas norte-americanas desenvolvem pesquisas para a criação de bombas feitas com antimatéria. A aniquilação gerada pelo contato da matéria com a antimatéria das bombas poderia gerar explosões com potencial destrutivo muito maior que o das ogivas nucleares.

As distâncias que nos separam de determinados corpos celestes no espaço tornam inviáveis quaisquer tentativas de aproximação. Uma viagem até a estrela Alpha Centauri, por exemplo, estrela que, depois do Sol, é a mais próxima da Terra, levaria cerca de 80 mil anos com as tecnologias atuais. Se as naves espaciais fossem movidas por antimatéria, o tempo dessa viagem seria significativamente reduzido, o que poderia tornar o “passeio” totalmente viável.

Geração e armazenamento de antipartículas

Ao acelerar átomos a altíssimas velocidades com um acelerador de partículas, elas podem ser colididas com um determinado alvo. As antipartículas resultam dessa colisão e são separadas pela ação de campos magnéticos. O armazenamento desses elementos é feito em uma espécie de garrafa magnética, que impede que a antimatéria entre em contato com a matéria, o que poderia ocasionar aniquilação e destruição das antipartículas. Por ano, apenas um trilionésimo de grama de antiprótons é produzido.

Por Joab Silas
Graduado em Física