Em 1911, o cientista neozelandês Ernest Rutherford (1871-1937) utilizou núcleos de átomos de hélio-4, denominadas de partículas alfa, para demonstrar que os átomos têm sua carga positiva concentrada em um pequeno núcleo.
© STAR (colisão gerando hélio-4 e anti-hélio)
Após cem anos da criação do modelo atômico de Rutherford, um grupo internacional de cientistas, com participação brasileira, descreve pela primeira vez a observação e medição de antipartículas de núcleos de hélio-4. Trata-se da antimatéria mais pesada já produzida e medida em um laboratório.
Esta equipe publicou em 2010 na revista Science, a primeira evidência experimental de um anti-hipernúcleo, onde as antipartículas foram submetidas à coalescência, agregando dois antinêutrons e um antipróton, formando um antitrítio (núcleo de antimatéria do átomo de trítio, o isótopo do hidrogênio que possui dois nêutrons e um próton).
No trabalho atual, os pesquisadores conseguiram produzir um anti-hélio, com dois antiprótons e dois antinêutrons.
© BNL (anti-hélio)
No experimento STAR foi realizado no RHIC (Colisor Relativístico de Íons Pesados), nos Estados Unidos, onde foram efetuadas colisões de núcleos de átomos de ouro em velocidade próxima à da luz, em temperatura altíssima, criando uma densidade de energia semelhante à que existiu alguns microssegundos após o Big Bang. Tanto no laboratório como no início do Universo, as colisões resultam na formação de uma quantidade equivalente de matéria e antimatéria.
"Teoricamente, acreditamos que o Big Bang surgiu de uma grande concentração de energia em uma singularidade e, a partir de modelos, concluímos que esse processo deve ter produzido muita antimatéria. No entanto, quando olhamos o Universo quase não encontramos a antimatéria. O experimento poderá ajudar a entender o que aconteceu nesses instantes iniciais", disse Alexandre Suaide, do IFUSP (Instituto de Física da Universidade de São Paulo), um dos participantes brasileiros do estudo.
"Produzimos no experimento um número de colisões de núcleos de ouro da ordem de 1 bilhão. Cada uma delas produz milhares de partículas diferentes. De todos esses trilhões de partículas, conseguimos encontrar 18 núcleos de anti-hélio. A dificuldade envolvida na tarefa explica por que as partículas antialfa jamais haviam sido observadas, embora a partícula alfa já tenha sido identificada há um século", disse.
A detecção tem consequências importantes para a futura observação de antimatéria no Universo. O estudo sobre as antipartículas é fundamental para o avanço do conhecimento em aspectos fundamentais da Física Nuclear, da Astrofísica e da Cosmologia.
Fonte: Agência Fapesp e Nature