Antimatéria é, literalmente, o inverno de uma matéria. Ou seja, toda matéria possui características específicas, que são as mesmas presentes na antimatéria, exceto pelo número de elétrons, no caso, a carga elétrica.
A antimatéria do próton, por exemplo, é o pósitron, que possui a mesma quantidade de massa, mesmo tamanho e mesma rotação. Porém, a carga elétrica se difere por conta do sinal, que é oposto. Sendo assim, as partículas inversas de uma matéria são sempre formadas por uma carga elétrica de sinal oposto.
Diferente das matérias, as antimatérias não são produzidas de forma natural. Sendo assim, para que o estudo das partículas inversas possa ser realizado é necessário a utilização de aceleradores de partículas. Assim, quando os aceleradores de partículas são utilizados, ocorre o encontro da matéria com a antimatéria.
Com isso, uma grande quantidade de energia é liberada, ocasionando no processo de aniquilação, ou seja, quando uma partícula destrói a outra. Por isso, o estudo das partículas se torna complexo, já que as energias liberadas acabam se misturando.
Descoberta da Antimatéria
Albert Einstein desenvolveu um estudo sobre a equivalência entre energia e massa. Com base neste estudo, outro físico, Paul Adrien M. Dirac, conseguiu comprovar, em 1928, que a massa das partículas subatômicas tinham cargas diferentes, ou seja, carga positiva e negativa.
Mais tarde, em 1932, Carl Anderson observou que os elétrons possuíam também a presença de carga positiva. A descoberta foi possível após a realização de um experimento com raios cósmicos. Assim, o elétron com carga positiva, antielétron, passou a se chamar pósitron.
Nesse sentido, o pósitron possuía as mesmas características do elétron, porém, com carga elétrica de valor oposto. Logo depois, em 1955, por meio de um acelerador de partículas, cientistas conseguiram criar um antipróton. A partir disso, diversos estudos relacionados com antimatéria passaram a ser realizados com outras partículas, como nêutrons, léptons e quarks, por exemplo.
Geração e armazenamento
Basicamente, a antimatéria é produzida por meio de acelerador de partículas. Os aceleradores fazem a colisão da matéria com a antimatéria e, como resultado, é possível obter uma grande quantidade de energia.
Assim que os átomos são acelerados em uma velocidade muito alta, as partículas que saem são separadas pelo ação de campos magnéticos. Em seguida, para fazer o armazenamento, são utilizadas garrafas magnéticas que colhem os elementos resultantes do processo de aceleração.
Dentro das garrafas magnéticas, as partículas de matéria e antimatéria não se misturam. Caso ambas as partículas entrem em contato, ocorre o processo de aniquilação e destruição. Ou seja, para produzir antimatéria é necessário tempo e equipamentos específicos e, por isso, apenas um trilionésimo de grama deste elemento é produzido por ano.
Aplicações da Antimatéria
A antimatéria pode ser aplicada de diversas formas, como em exames para formação de imagens 3D, fabricação de bombas atômicas e, até mesmo, reduzir o tempo de uma viagem até uma estrela, por exemplo.
Na formação de imagens utilizadas para detecção de tumores, os pósitrons são viáveis, pois formam imagens tridimensionais geradas pela radiação gama. Essas imagens são possíveis graças a aniquilação que os elétrons do corpo humano sofrem ao se depararem com pósitrons emitidos por determinada substância.
Já para as forças armadas, por exemplo, a antimatéria, se utilizada com o auxílio de uma matéria, pode gerar uma reação de aniquilação quando postas juntas na fabricação de bombas nucleares. Assim, quando ambas as partículas entram em contato, o poder de destruição pode ser maior que o obtido com ogivas nucleares.
Além disso, as antimatérias podem ser aplicadas como forma de diminuir o tempo de viagem até determinado corpo celeste, como a estrela Alpha Centauri. Caso as viagens fossem feitas hoje, a tecnologia disponível não seria capaz de proporcionar grandes resultados, já que o tempo gasto para chegar a estrela é inviável para os seres humanos.
Porém, com o auxílio da antimatéria, o tempo gasto para finalizar a viagem seria reduzido, tornando a viagem até determinados corpos celestes mais viável. Com as tecnologias atuais, por exemplo, o tempo médio de viagem até a estrela Alpha Centauri seria de 80 mil anos.
Você sabia?
Uma curiosidade sobre as antimatérias é que, caso o universo fosse constituído apenas por este elemento, ele seria percebido exatamente da mesma forma que é atualmente. Isso porque as antimatérias possuem as mesmas características das matérias, mudando apenas o valor da carga elétrica, que é sempre um valor oposto.
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Fontes: Brasil Escola, UOL, Mundo Educação e Museu WEG
Imagens: UOL, The Conversation, Mega Curiosidades, Ciencial e NASA
