Antimatéria se trata do posto a matéria. Ela é constituída por partículas subatômicas que contém as mesmas propriedades que as partículas da matéria, porém com cargas elétricas opostas.
A antimatéria é desenvolvida de maneira artificial, logo, ela não existe naturalmente no planeta Terra. A sua existência foi prevista no ano de 1928 pelo físico britânico Paul Dirac, sendo que a primeira antipartícula foi descoberta no ano de 1932 pelo americano Carl Anderson.
Sobre as principais partículas de antimatéria, elas são: o pósitron (antipartícula do elétron), o antipróton e também o antinêutron.
Caso haja um contato entre uma partícula de matéria e uma de antimatéria, então ocorre a aniquilação, gerando a conversão total de suas massas em energia, segundo a equação de Einstein, E = mc².
A antimatéria é um dos conceitos mais intrigantes que há na física moderna, uma vez que a teoria prevê que o universo deveria possuir quantidades iguais de matéria e de antimatéria, porém a antimatéria é extremamente rara no universo visível. E tal fenômeno traz questões fundamentais a respeito da origem do universo e da assimetria entre matéria e antimatéria.
Embora já se tenha produzido quantidades pequenas da antimatéria em laboratórios, como nos aceleradores de partículas, o uso prático dela ainda é limitado, porém é explorado para aplicação na medicina (no caso da tomografia por emissão de pósitrons) e também em pesquisas sobre energia.
Previsão da antimatéria
A antimatéria foi prevista em 1928 pelo físico britânico Paul Dirac. Dirac tentava unir a teoria da relatividade de Einstein com a mecânica quântica e, ao criar uma equação a fim de descrever o comportamento dos elétrons, achou uma solução inesperada. Essa equação de Dirac previa não somente o elétron, mas ainda uma partícula idêntica com carga oposta.
Tal descoberta levou à previsão teórica ainda do pósitron e da antipartícula do elétron (essa confirmada experimentalmente no ano de 1932 pelo físico americano Carl Anderson). Anderson analisou o pósitron em raios cósmicos utilizando para isso uma câmara de nuvens, assinalando a primeira evidência de uma partícula de antimatéria.
Essa previsão de Dirac trouxe revolução para a física e abriu o caminho para o estudo sobre as antipartículas. Sua equação evidenciou que cada partícula fundamental de matéria tem uma correspondente antipartícula, tendo essas as mesmas propriedades, menos a carga.
A descoberta da antimatéria foi importante para a melhor compressão da estrutura do universo. Ela ainda deu início a novas teorias a respeito do Big Bang e da composição do cosmos.
Desafios no seu estudo
O estudo da antimatéria encara diversos desafios, ainda mais por causa da dificuldade de produzi-la e de armazená-la.
Diante de condições normais, se antimatéria entrar em contato com matéria, ambas se aniquilarão, liberando grandes quantidades de energia. Esse processo faz com que seja extremamente difícil sustentar a antimatéria isolada para experimentação, pois qualquer interação com a matéria ao redor poderia destruí-la de imediato.
Outro desafio seria a produção de antimatéria, que requer grandes quantidades de energia.
Nos dias atuais, os aceleradores de partículas, como é o caso do CERN, são usados na criação de pequenas quantidades de antipartículas, porém o custo é bastante elevado. Se estima que para a produção de um grama de antimatéria haveria que desembolsar trilhões de dólares.
Além do mais, a ausência de antimatéria no universo observável se trata de um grande mistério. A teoria relata que o Big Bang deveria ter criado quantidades iguais de matéria e antimatéria, porém a assimetria entre as duas segue sem explicação, sendo esse um dos maiores enigmas para a física moderna.
As aplicações da antimatéria
As aplicações da antimatéria, mesmo que ainda limitadas por causa dos desafios tecnológicos, possuem um potencial significativo em muitas áreas.
Dentre as aplicações mais desenvolvidas está a da medicina, onde há a tomografia por emissão de pósitrons (PET). Em tal procedimento, pósitrons (antipartículas do elétron) são usados com o propósito de detectar áreas de atividade metabólica no corpo, ajudando no diagnóstico de doenças como o câncer. A tecnologia PET torna possível obter imagens detalhadas do funcionamento dos órgãos e tecidos, ajudando no diagnóstico precoce.
Na física de partículas, a antimatéria seria útil em experimentos para compreender a natureza fundamental da matéria e também as forças que regem o universo.
A colisão de partículas e antipartículas nos aceleradores, como o Grande Colisor de Hádrons (LHC), culmina em novas partículas. E com isso há a possibilidade de se estudar sobre os fenômenos como a origem do universo e também a assimetria entre matéria e antimatéria.
Futuramente, a antimatéria poderia ter uma aplicação como uma fonte de energia bastante eficiente.
A aniquilação de um grama de antimatéria com a matéria possibilitaria a liberação de tanta energia quanto se teria na explosão de uma bomba nuclear. E mesmo que essa tecnologia esteja distante, o uso potencial dela em naves espaciais, por exemplo, abriria possibilidades para as viagens interestelares.
SOUSA, Priscila. (16 de Setembro de 2024). Antimatéria - O que é, aplicações, conceito e definição. Conceito.de. https://conceito.de/antimateria