Grandes Nomes

Einstein ≈ O jovem Einstein dizia: Em um universo repleto de estrelas correndo desordenadamente em todas as direções, não havia nenhum local que estivesse "em repouso", nenhum referencial no qual a visão do universo fosse superior às outras. Este é o significado do termo relatividade. A idéia é muito simples, a despeito dos seus adornos mágicos: na visão do universo, cada local é tão bom quanto qualquer outro.

Stephen Hawking ≈ Quanto mais examinamos o Universo, tanto mais verificamos que não é de jeito nenhuma arbitrário, mas obedece a certas leis bem definidas que regulam diferentes áreas. Parece muito razoável supor que existam alguns princípios unificadores, de modo que todas as leis sejam parte de alguma lei maior.

Werner Von BraunS ≈ Ex-cientista da Alemanha nazista e posteriormente especialistas em foguetes da NASA, declarou que “as leis naturais do Universo são tão precisas que não temos nenhuma dificuldade em construir naves espaciais para voar até a lua, e podemos cronometrar o vôo com a precisão duma fração de segundos. Estas leis devem ter sido estabelecidas por alguém”

Fred Hoile ≈ Renomado astrônomo, chegou à espantosa conclusão que as galáxias seriam verdadeiras “zonas de consciência”, em outras palavras, seres pensantes e conscientes - muito além da nossa limitada percepção.

Antimatéria

Matéria que apresenta carga elétrica inversa. Um átomo de antimatéria contém elétrons com carga positiva e prótons com carga negativa. Se a matéria e a antimatéria se encontrassem, explodiriam formando uma chuva de raios gama.

Investigadores Avançam no Conhecimento da Antimatéria
Cientistas do Laboratório Europeu de Física de Partículas (CERN) obtiveram pela primeira vez informação sobre a física do anti-hidrogênio, um avanço que poderá revelar propriedades da antimatéria e explicar o processo de criação do Universo. A experiência, que decorreu no desacelerador de antiprótons na sede do CERN, em Genebra, permitiu "detectar e medir um amplo número de átomos de anti-hidrogênio frios", segundo um comunicado divulgado pelo laboratório europeu. "Baseando-se na ionização dos antiátomos quando passam através de um forte campo magnético pendente", assinala a nota, a medição da equipe conseguiu "olhar pela primeira vez dentro de um antiátomo e obter a primeira informação sobre a física do anti-hidrogênio".

"Sabemos desde a década de 30 que a cada uma das partículas fundamentais da matéria, que constituem tudo aquilo que vemos, corresponde uma antipartícula, que não existe sob forma estável no mundo", explicou o investigador, que também desenvolve trabalhos no CERN. Mais, a existência de:

• elétrons e antielétrons,
• prótons e antiprótons,
• átomos e antiátomos,
• partículas e antipartículas,
• matéria e antimatéria, é uma "simetria básica da natureza", disse.

"No entanto, a antimatéria aniquila-se com a matéria que está à sua volta, destruindo-se e dando origem a fótons (luz)", continuou, explicando ser essa a razão porque "é impossível ver um Universo onde exista matéria e antimatéria ao mesmo tempo".

Daí a importância dos trabalhos desenvolvidos no Desacelerador de partículas do CERN, pois permitiram criar anti-átomos de hidrogênio (o átomo de hidrogênio é o mais simples que existe na natureza, apenas composto por um elétron e um próton, o que explica a sua escolha neste tipo de investigação) para estudar as propriedades da antimatéria.

"A partir deste modelo de antipartícula e antimatéria será possível avançar no conhecimento de tudo o que nos rodeia, na medida em que será possível entender porque, algures no processo de criação do Universo, esta simetria básica da natureza foi destruída", indicou.

"Entender porque é que existe matéria, porque é que existem estrelas, planetas, galáxias no nosso Universo e não existe apenas antimatéria, ou seja, luz, é ainda um mistério", continuou João Varela.

A técnica utilizada pela equipe de cientistas do CERN consistiu em "prender pósitrons entre dois grupos de antiprótons numa estrutura de ninho", de forma a que os pósitrons arrefecessem os antiprótons.

Assim que os dois alcançaram uma temperatura semelhante, alguns combinaram-se entre si para formar átomos de anti-hidrogênio (pósitrons em órbita em redor de núcleos de antiprótons).

O cientista alemão Walter Oelert, um dos membros da equipe responsável pela experiência, recordou que em 1996 produziram-se alguns átomos de anti-hidrogênio a uma velocidade próxima da luz, o que equivale a uma temperatura 100.000 vezes superior à do centro do Sol". "Um material demasiado quente para manipular", comentou. Acrescentou que nesta experiência se obteve anti-hidrogênio em maior quantidade e a uma temperatura fria de apenas uns graus acima do zero absoluto.

O porta-voz da Universidade norte-americana de Harvard, Jerry Gabrielse, citado pelo CERN, assinalou que esta é uma "medição sem precedentes". A equipe do CERN conseguiu ainda medir o campo magnético necessário para ionizar os átomos de anti-hidrogênio e os resultados mostram que "os anti-átomos encontram-se num estado de alta excitação", indica o CERN.

Nós sabemos que a matéria é feita de átomos e os átomos são feitos de partículas menores e essas são:

• Léptons: Elétron, Elétron-Neutrino, Múon, Múon-Neutrino, Tau e Tau-Neutrino.
• Quarks: Up, Down, Charm, Strange, Top e Bottom. (ver: Modelo padrão das partículas)
• Bósons: Fóton, Glúon, Bósons Vetoriais Intermediários e os Grávitons

Bom, a primeira coisa a se explicar sobre a antimatéria, é o mais básico. A antimatéria é o inverso da matéria. Para cada uma das dezoito partículas apresentadas acima, há uma antipartícula, com massa igual porém com carga elétrica e momento magnético inverso. Elas dão origem:

• ao Antielétron ( chamado de pósitron ),
• ao antipróton
• e ao antinêutron,
• os quais, por sua vez, formam a antimatéria.

LEI DA SIMETRIA DA FÍSICA
Essa lei afirma que: Na natureza, para cada partícula ou efeito, existe outra partícula ou efeito oposto, como por exemplo, cargas elétricas positivas e negativas, pólos magnéticos norte e sul, etc. A existência dessas antipartículas foi prevista e confirmada por teoria e experimentos. Mas elas não podem, contudo, subsistir na Terra, pois a matéria e antimatéria se destroem mutuamente, ao simples contato, com liberação de quantidades enormes de energia; calcula-se, por exemplo, que 1g de matéria, ao se destruir contra 1g de antimatéria, liberaria 1,8 x 1011Kj, energia equivalente à queima de 3.800t de gasolina. Especulações mais profundas levam a imaginar a existência de estrelas e galáxias formadas de antimatéria, e até mesmo a possível existência de um antiuniverso, igual ao da terra, mas feito de antimatéria, e nele a existência de seres humanos, que agiriam, pensariam, igual a nós no mesmo instante e momento que nós, mas não poderiam conviver no mesmo espaço-tempo.

• Fórmula básica: A = Z + N ( + ) -A = - Z - N
• A= Número da massa, que é a soma de prótons e nêutrons
• Z= Número de prótons no núcleo dos átomos
• N= Número de nêutrons no núcleo dos átomos

Ou seja............: Ex: 1g +55Fe26 (+) 1g -55Fe26 = 0 "Zero" + 1,8 x 1011Kj, (55Fe26 = Um isótopo do Ferro, que tem como massa atômica 55,85) O que se entende na fórmula é: Se 1g de ferro se juntar com 1g de antiferro, resultara em nada + energia. Isso vai de acordo também com os princípios da matemática pura e simples: Quando somamos um número positivo com o mesmo número negativo resulta em Zero, mas aqui além do Zero, é liberada muitíssima energia. Para se calcular a energia que a antimatéria libera, usa-se a fórmula da teoria da relatividade de Einstein, pois essa reação trata de uma reação de desintegração atômica e de liberação e transformação de matéria em energia. E = MC2. (Onde: E= energia, M=massa, C= constante da luz.)

Colocando a fórmula acima na fórmula da relatividade, temos: E = 2 x 300.000 x 300000 = 180.000.000.000 ou em notação cientifica fica 1,8x1011 KJ. Um único e simples grama desse material, levaria nosso ônibus espacial em órbita. Um grama de carvão tem energia suficiente para alimentar uma lâmpada de 200W por 1 min. Um grama de urânio enriquecido tem energia suficiente para alimentar uma cidade de 500.000 habitantes por 1 hora. E um simples grama de antimatéria tem energia mais que suficiente para destruir alguns quarteirões de uma rua. Mas há um problema a resolver: Até agora só se conseguiu produzir algumas simples partículas de antimatéria, sendo seu armazenamento quase impossível. Mesmo assim, os EUA têm um projeto com antimatéria.

ANTIPARTÍCULAS

Cada uma das partículas elementares tem certas características peculiares, particularmente, a massa, a carga e a rotação (uma partícula pode ser visualizada como uma esfera pequeníssima em rotação). Para cada partícula há uma antipartícula correspondente. A antipartícula tem a mesma massa da partícula, mas as suas outras propriedades são como uma imagem no espelho, opostas às da partícula normal. Por exemplo, a antipartícula do elétron (que se chama um pósitron) tem a mesma massa do elétron, mas com uma carga positiva. Quando uma partícula encontra a sua antipartícula, ambas se aniquilam uma à outra e transformam-se em energia, normalmente em forma de fótons de alta energia (raios gama). Embora algumas antipartículas sejam encontradas na natureza (por exemplo, em raios cósmicos), e também se possam produzir nos aceleradores de partículas nucleares de alta energia, quaisquer antipartículas que sejam produzidas na nossa localidade (com referência ao universo) são rapidamente aniquiladas em colisões com as partículas de matéria normal.

Enquanto que em teoria a antimatéria pode existir em quantidade(por exemplo, estrelas feitas de átomos compostos de antiprótons, antinêutrons, e pósitrons), não existe evidência sugerindo que isto seja o caso no universo. Toda a matéria em quantidade na nossa parte do universo é composta de matéria convencional, e pensa-se em geral que o universo inteiro está dominado por matéria e não por antimatéria.

POSÍTRON

Partículas Elementares O positrônio é o único átomo já criado em laboratório contendo tanto matéria, quanto antimatéria. Ele é composto de apenas um elétron e um pósitron (anti-elétron) ligados um ao outro sem um núcleo. Testando teorias fundamentais (Física)-- Pesquisador da UFRJ é destaque na Nature, uma das revistas científicas mais importantes do mundo, um artigo do pesquisador da UFRJ Claudio Lenz César, sobre descobertas que vão permitir testar teorias fundamentais no campo da Física. A equipe da qual Lenz faz parte, produziu grande quantidade de antiátomo do hidrogênio resfriado a baixa temperatura e conseguiu aprisioná-lo no vácuo. Isso vai possibilitar aos cientistas comprovarem uma das teorias fundamentais da física, o chamado Modelo Padrão, segundo o qual matéria e antimatéria são semelhantes.

Tal fato nunca pôde ser comprovado porque o átomo, quando em movimento, causa interferência e impede a obtenção de resultados confiáveis. As diversas possibilidades abertas por essas descobertas podem dar aos pesquisadores o prêmio Nobel de Física. Uma delas é como o anti-hidrogênio responde à força da gravidade. Os resultados podem levantar questões sobre a validade da teoria da Relatividade e mostrar o caminho para unificá-la com a teoria Quântica. Entretanto, essa descoberta também vai trazer vantagens tecnológicas, que permite, por exemplo, a construção de relógios atômicos ainda mais precisos. Uma das utilizações desses relógios é no sistema GPS (geoposicionamento através de satélites). A Universidade tem importante participação nesse projeto já que o laboratório de Super Espectroscopia da UFRJ domina a técnica de resfriamento de átomos, permitindo o aprisionamento dos mesmos em armadilhas magnéticas, o que possibilita a realização de medições extremamente precisas de suas propriedades ópticas. Ele está localizado no Instituto de Física, no Centro de Tecnologia da Ilha do Fundão, e é coordenado pelo professor Luiz Davidovich. “Essa técnica já existia antes, porém, no Brasil, foi um trabalho pioneiro”, afirma o diretor do Instituto de Física José Albuquerque. As descobertas feitas na UFRJ permitiram a Lenz César integrar uma equipe de 39 cientistas e nove instituições (entre elas o Instituto de Física) que desenvolveram o projeto que está sendo publicado agora pela “Nature” nos laboratórios da Organização Européia de Pesquisa Nuclear (CERN) na Suiça.