Antimatéria = Antigravidade (???)
University of California – Berkeley
A antimatéria é antigravidade?
Primeira medição direta do peso da antimatéria, comparado ao da matéria normal
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IMAGEM:A antimatéria é um negócio esquisto Ela tem a carga elétrica oposta à da matéria normal e, quando se encontra com sua contraparte, as duas se aniquilam, gerando um clarão de luz.
Quatro físicos da Universidade da Califórnia em Berkeley estão se perguntando se a matéria e a antimatéria seriam afetadas pela gravidade de maneira diferente. Será que a antimatéria poderia cair para cima – ou seja, exibir antigravidade – ou cair para baixo com uma aceleração diferente da matéria normal?
Quase todo o mundo, inclusive os físicos, acham que a antimatéria provavelmente vai cair da mesma forma que a matéria normal, mas ninguém até agora deixou antimatéria cair para ver se isso é verdade, argumenta Joel Fajans, professor de física da UC Berkeley. E, embora existam muitos indícios indiretos de que antimatéria e matéria pesem a mesma coisa, todos eles dependem de suposições que podem não ser corretas. Alguns poucos teóricos argumentam que alguns busílis cosmológicos, tais como, por exemplo, por que existe mais matéria do que antimatéria, poderiam ser explicados se a antimatéria caísse para cima.
Em um novo artigo publicado online em 30 de abril na Nature Communications, os físicos da UC Berkeley e seus colegas da experiência ALPHA no CERN em Genebra, relatam a primeira medição direta do efeito da gravidade sobre a antimatéria, especificamente anti-hidrogênio em queda livre. Embora os resultados estejam longe de serem definitivos – a incerteza é cerca de 100 vezes maior do que a medição esperada – a experiência da UC Berkeley aponta na direção de uma resposta definitiva sobre a questão fundamental de se a antimatéria cai para cima ou para baixo.
“Esta é a primeira palavra, não a última”, diz Fajans. “Nós demos os primeiros passos na direção de uma experiência direta de questões que físicos e não-físicos têm matutado por mais de 50 anos. Certamente nós esperamos que a antimatéria caia para baixo, mas pode bem ser que tenhamos uma surpresa”.
Fajans e seu colega físico, professor Jonathan Wurtele, se valeram de dados do Aparato Laser de Física de Anti-hidrogênio (Antihydrogen Laser Physics Apparatus = ALPHA) no CERN. A experiência captura antiprótons e os combina com antielétrons (posítrons) para fabricar átomos de anti-hidrogênio, os quais são armazenados e estudados por uns poucos segundos em uma armadilha magnética. Depois, no entanto, a armadilha é desligada e os átomos caem para fora. Os dois pesquisadores perceberam que, analisando como o anti-hidrogênio cai da armadilha, eles poderiam estabelecer se a gravidade atuava sobre o anti-hidrogênio de maneira diferente da que atua sobre o hidrogênio.
O anti-hidrogênio não se comportou de maneira estranha, de forma que eles calcularam que ele não pode ser mais do que 110 vezes mais pesado do que o hidrogênio. Se a antimatéria for antigravitacional – coisa que eles ainda não podem descartar – ele não acelera para cima a mais de 65 Gs.
“Precisamos fazer melhor e esperamos fazê-lo nos próximos anos”, diz Wurtele. A experiência ALPHA está passando por aperfeiçoamentos e deve fornecer dados mais precisos quando voltar a operar em 2014.
Ondas gravitacionais produzidas por estrelas anãs brancas
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
Anãs brancas encurvam o espaço e produzem ondas gravitacionais
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Ondas gravitacionais – de maneira bem parecida com o recém descoberto bóson de Higgs – são notoriamente difíceis de observar. Os cientistas conseguiram detectar pela primeira vez essas ondulações na textura do espaço-tempo de maneira indireta, por meio dos sinais de radio de um sistema binário composto por um pulsar e uma estrela de nêutrons. Essa descoberta – que precisou de uma sincronização extremamente precisa dos sinais de radio – rendeu um Prêmio Nobel à equipe que a realizou. Agora uma equipe de astrônomos detectou o mesmo efeito na faixa de luz visível, na luz de um par de anãs-brancas que se eclipsam alternadamente.
“Este resultado marca uma das detecções mais limpas e fortes do efeito de ondas gravitacionais”, declarou Warren Brown, membro da equipe do Observatório Astrofísico Smithsonian (Smithsonian Astrophysical Observatory = SAO).
A equipe descobriu o par de anãs brancas no ano passado (anãs brancas são os remanescentes dos núcleos de estrelas parecidas com nosso Sol). O sistema, chamado SDSS J065133.338+284423.37 (ou, abreviadamente, J0651), contém duas anãs brancas tão próximas entre si – apenas um terço da distância entre a Terra e a Lua – que completam uma órbita em menos de 13 minutos.
“A cada seis minutos as estrelas do J0651 se eclipsam entre si, tal como visto da Terra, o que as torna um cronômetro sem paralelo e preciso, a uns 3.000 anos-luz de distância”, diz o autor principal do estudo, J.J. Hermes, um estudante de pós-graduação que trabalha com o Professor Don Winget na Universidade do Texas em Austin.
A Teoria da Relatividade Geral de Einstein prediz que objetos em movimento criam ondulações sutis na tessitura do espaço-tempo, chamadas de ondas gravitacionais. Essas ondas gravitacionais devem ser capazes de transportar energia, fazendo com que as estrelas muito lentamente se aproximem mais ainda e orbitem cada vez mais rápido. A equipe foi capaz de detectar esse efeito no J0651.
“Em comparação com abril de 2011, quando descobrimos este objeto, os eclipses estão agora ocorrendo seis segundos antes do esperado”, declarou o membro da equipe Mukremin Kilic da Universidade de Oklahoma.
“Este é um efeito da relatividade geral que se pode medir com um relógio de pulso”, acrescentou Warren Brown do SAO.
O sistema J0651 vai prover a oportunidade de comparar futuras detecções diretas, com base no espaço, de ondas gravitacionais, com aquelas inferidas a partir do decaimento orbital, o que vai proporcionar importantes benchmarks para nossa compreensão do funcionamento da gravidade.
A equipe espera que o período encurte ainda mais e mais a cada ano, com os eclipses acontecendo mais de 20 segundos antes do (de outra forma) esperado no entorno de maio de 2013. As estrelas vão eventualmente se fundir, em cerca de dois milhões de anos. Observações futuras continuarão a medir o decaimento orbital desse sistema e vão tentar entender como as forças de marés afetam a fusão dessas estrelas.
