Durante décadas, físicos discutiram uma possibilidade bastante estranha: e se a antimatéria respondesse à gravidade de maneira oposta à matéria comum? Em vez de cair, ela poderia subir.
A hipótese alimentou ideias sobre antigravidade e até universos com comportamentos físicos invertidos. Mas um experimento realizado no CERN trouxe a primeira resposta direta para essa questão.
Em 2023, a colaboração ALPHA divulgou os resultados do ALPHA-g, um experimento criado justamente para observar como átomos de anti-hidrogênio se comportam sob a ação da gravidade.
A conclusão principal foi clara: a antimatéria cai em direção à Terra.
Como o CERN conseguiu “soltar” átomos de antimatéria
Estudar antimatéria é extremamente difícil porque ela se aniquila ao entrar em contato com matéria comum.
O anti-hidrogênio, por exemplo, é formado por um antipróton e um pósitron, as antipartículas do próton e do elétron.
Para evitar que esses átomos tocassem as paredes do equipamento, os pesquisadores utilizaram campos magnéticos como uma espécie de armadilha invisível.
Depois, reduziram gradualmente esses campos para liberar os antiátomos dentro de uma câmara vertical.
Os cientistas não observavam pequenas partículas simplesmente caindo como bolas. Quando o anti-hidrogênio tocava a parede do equipamento, ele se aniquilava e produzia outras partículas.
Detectores ao redor da câmara reconstruíam o local dessas aniquilações.
Se a maioria acontecesse na parte superior, haveria sinais de uma possível repulsão gravitacional. Se ocorresse principalmente na parte inferior, seria uma evidência de atração.
Foi a segunda opção que apareceu.
A antimatéria caiu para baixo
Os átomos de anti-hidrogênio apresentaram uma tendência clara de se deslocar para a parte inferior do equipamento.
A aceleração gravitacional estimada ficou em aproximadamente 0,75 g, com margens de incerteza estatística e sistemática relativamente grandes.
Isso significa que o valor central ficou abaixo da aceleração observada para a matéria comum, mas os erros experimentais ainda são grandes o suficiente para tornar o resultado compatível com 1 g.
Ou seja, os dados não mostram que a antimatéria cai mais devagar.
Eles mostram que, dentro da precisão atual, seu comportamento é compatível com o da matéria comum.
O resultado também permitiu descartar com forte significância estatística a hipótese mais simples de antigravidade, segundo a qual o anti-hidrogênio cairia para cima com uma aceleração próxima de 1 g.
Isso prova que matéria e antimatéria respondem exatamente igual?
Ainda não.
Esse foi um experimento pioneiro, mas não uma medição de altíssima precisão.
A análise foi baseada em sete séries de testes, utilizando grupos de aproximadamente cem átomos e períodos de liberação da ordem de segundos.
Isso foi suficiente para determinar a direção geral da aceleração e descartar uma antigravidade intensa.
Porém, diferenças pequenas entre matéria e antimatéria ainda não estão totalmente excluídas.
Experimentos futuros precisarão produzir e controlar mais antiátomos, além de reduzir ainda mais as interferências dos campos magnéticos.
O resultado não comprova a gravidade quântica
Existe outro detalhe importante.
O anti-hidrogênio é um sistema quântico. Porém, observar um objeto quântico caindo sob a ação da gravidade não significa provar que a própria gravidade possui natureza quântica.
O experimento mediu o comportamento gravitacional de um objeto regido pela mecânica quântica dentro de um campo gravitacional descrito pela física clássica.
São coisas diferentes.
Uma verdadeira evidência experimental de gravidade quântica exigiria detectar fenômenos nos quais a própria interação gravitacional apresentasse propriedades inequivocamente quânticas.
Uma das propostas futuras envolve verificar se a gravidade poderia gerar entrelaçamento entre massas.
Até agora, isso ainda não foi demonstrado experimentalmente.
O próximo passo é medir com muito mais precisão
O ALPHA-g respondeu uma pergunta importante, mas abriu caminho para experimentos mais sofisticados.
Agora, pesquisadores querem medir a aceleração do anti-hidrogênio com incertezas muito menores.
Se matéria e antimatéria realmente responderem exatamente da mesma maneira à gravidade, os novos resultados deverão se aproximar progressivamente de 1 g.
Caso apareça alguma pequena diferença reproduzível, isso poderia apontar para uma física ainda desconhecida.
Por enquanto, porém, a conclusão é bem menos exótica: a antimatéria não parece desafiar a gravidade de Einstein.
Ela cai para baixo.
E justamente por confirmar algo aparentemente simples, o experimento conseguiu eliminar uma das possibilidades mais estranhas que permaneceram abertas durante décadas.
[ Fonte: Muy Interesante ]
