Assimetria entre matéria e antimatéria
O Big Bang deveria ter criado quantidades iguais de matéria e antimatéria no início do universo. Mas hoje, tudo o que vemos, desde as menores formas de vida na Terra até os maiores objetos estelares, é feito quase inteiramente de matéria. Comparativamente, não há muita antimatéria a ser encontrada. Alguma coisa deve ter acontecido para fazer pender a balança. Um dos maiores desafios da física é descobrir o que aconteceu com a antimatéria, ou por que vemos uma assimetria entre matéria e antimatéria. As partículas de antimatéria compartilham a mesma massa que suas contrapartes de matéria, mas qualidades como carga elétrica são opostas. O pósitron carregado positivamente, por exemplo, é a antipartícula do elétron carregado negativamente. As partículas de matéria e antimatéria são sempre produzidas como um par e, se entrarem em contato, se aniquilam, deixando para trás energia pura. Durante as primeiras frações de segundo do Big Bang, o universo quente e denso estava zumbindo com pares de partículas-antipartículas surgindo e desaparecendo. Se matéria e antimatéria são criadas e destruídas juntas, parece que o universo não deveria conter nada além de energia restante.
No entanto, uma pequena porção de matéria, cerca de uma partícula por bilhão ,conseguiu sobreviver. Isto é o que vemos hoje. Nas últimas décadas, experimentos de física de partículas mostraram que as leis da natureza não se aplicam igualmente à matéria e à antimatéria. Os físicos estão ansiosos para descobrir as razões. Pesquisadores observaram transformações espontâneas entre partículas e suas antipartículas, ocorrendo milhões de vezes por segundo antes de decaírem. Alguma entidade desconhecida intervindo neste processo no início do universo poderia ter feito com que essas partículas "oscilantes" decaíssem como matéria com mais frequência do que decaíssem como antimatéria. Considere uma moeda girando em uma mesa. Ele pode pousar de cabeça ou cauda, mas não pode ser definido como "cara" ou "coroa" até que pare de girar e caia para um lado. Uma moeda tem uma chance de 50-50 de cair na cara ou na cauda, então se moedas suficientes forem giradas exatamente da mesma maneira, metade deve cair na cara e a outra metade na coroa. Da mesma forma, metade das partículas oscilantes no universo primitivo deveriam ter decaído como matéria e a outra metade como antimatéria. No entanto, se um tipo especial de bola de gude rolasse sobre uma mesa de moedas giratórias e fizesse com que todas as moedas caíssem de cabeça para baixo, isso interromperia todo o sistema. Haveria mais caras do que coroas. Da mesma forma, algum mecanismo desconhecido poderia ter interferido nas partículas oscilantes para fazer com que uma pequena maioria delas se decompusesse como matéria. Os físicos podem encontrar dicas sobre o que esse processo pode ser estudando as diferenças sutis no comportamento das partículas de matéria e antimatéria criadas em colisões de prótons de alta energia no Grande Colisor de Hádrons. Estudar esse desequilíbrio pode ajudar os cientistas a pintar uma imagem mais clara de por que nosso universo é cheio de matéria
No entanto, uma pequena porção de matéria, cerca de uma partícula por bilhão ,conseguiu sobreviver. Isto é o que vemos hoje. Nas últimas décadas, experimentos de física de partículas mostraram que as leis da natureza não se aplicam igualmente à matéria e à antimatéria. Os físicos estão ansiosos para descobrir as razões. Pesquisadores observaram transformações espontâneas entre partículas e suas antipartículas, ocorrendo milhões de vezes por segundo antes de decaírem. Alguma entidade desconhecida intervindo neste processo no início do universo poderia ter feito com que essas partículas "oscilantes" decaíssem como matéria com mais frequência do que decaíssem como antimatéria. Considere uma moeda girando em uma mesa. Ele pode pousar de cabeça ou cauda, mas não pode ser definido como "cara" ou "coroa" até que pare de girar e caia para um lado. Uma moeda tem uma chance de 50-50 de cair na cara ou na cauda, então se moedas suficientes forem giradas exatamente da mesma maneira, metade deve cair na cara e a outra metade na coroa. Da mesma forma, metade das partículas oscilantes no universo primitivo deveriam ter decaído como matéria e a outra metade como antimatéria. No entanto, se um tipo especial de bola de gude rolasse sobre uma mesa de moedas giratórias e fizesse com que todas as moedas caíssem de cabeça para baixo, isso interromperia todo o sistema. Haveria mais caras do que coroas. Da mesma forma, algum mecanismo desconhecido poderia ter interferido nas partículas oscilantes para fazer com que uma pequena maioria delas se decompusesse como matéria. Os físicos podem encontrar dicas sobre o que esse processo pode ser estudando as diferenças sutis no comportamento das partículas de matéria e antimatéria criadas em colisões de prótons de alta energia no Grande Colisor de Hádrons. Estudar esse desequilíbrio pode ajudar os cientistas a pintar uma imagem mais clara de por que nosso universo é cheio de matéria
Créditos: Cern
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