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Física de Partículas

Matéria e antimatéria vista a comportar-se de forma diferente numa nova partícula

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Foi descoberta uma partícula com um comportamento diferente da observada na sua antipartícula. Isso pode explicar porque é que a matéria não foi aniquilada no Big Bang. E explica a nossa existência.

Os cientistas no Grande Colisor de Hadrões podem ter descoberto uma nova partícula com um comportamento diferente ao observado na sua antipartícula. É a primeira vez que este fenómeno é observado. Se estes dados se confirmarem, eles podem explicar porque é que a matéria criada no nascimento do Universo não foi aniquilada pela antimatéria criada ao mesmo tempo.

Segundo a Teoria do Big Bang, o Universo nasceu a partir da expansão de um ponto muito quente e denso há quase 14 mil milhões de anos, assim a quantidade de matéria criada nesse momento devia ser igual à quantidade de antimatéria. Mas, como a matéria e a antimatéria em contacto aniquilam-se, então algo deve ter permitido que uma parte da matéria sobrevivesse e desse origem ao que somos agora. Os cientistas nunca perceberam o que interferiu no aniquilamento entre a matéria e a antimatéria. Mas a resposta pode estar na violação de uma lei da física chamada “simetria CP”.

A simetria CP é uma noção que declara que o comportamento de uma partícula de matéria é igual ao comportamento da antipartícula de antimatéria equivalente: se todo o mundo material fosse substituído pelas antipartículas correspondentes a cada coisa, o Universo permanecia precisamente o mesmo.

Há, no entanto, exceções: certas partículas violam a simetria CP e as suas antipartículas não mimetizam o seu comportamento. É o caso de uma família de partículas subatómicas chamadas mesões, compostos por um quark e um antiquark, como os píons e os káons. Estas partículas foram estudadas em 1980 e em 2008 por dois cientistas que ganharam mesmo o Nobel da Física por terem descoberto que essa discrepância explica em parte a sobrevivência de mais matéria do que antimatéria. Mas não era suficiente para dar todas as respostas.

Em busca delas, os cientistas do LHC entre 2011 e 2012 decidiram estudar bariões — que são uma família de partículas subatómicas compostas por três quarks de que fazem parte os neutrões e protões. E descobriram que há uma diferença entre o decaimento dos bariões e o decaimento dos antibariões, que tem três antiquarks. Como se comportam de modo diferente, significa que estamos perante uma violação da simetria CP, mais uma peça no mistério da antimatéria desaparecida e da matéria excedente. Mas são precisos mais testes para chegar a conclusões definitivas.

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