Estudo desvenda mistério da antimatéria para saber “por que existimos”

A física é uma ciência da lógica, mas há um mistério da origem da vida que a lógica não consegue explicar: a antimatéria. Pela racionalidade, o Big Bang deveria ter criado uma quantidade igual de partículas de matéria e de antimatéria, que teriam gerado uma nova explosão, ainda maior, e o Universo seria o resultado da radiação do contato destas partículas.

Entretanto, a matéria conseguiu se impor e não há nenhuma explicação física para essa sobrevivência. Entretanto, uma nova descoberta do Grande Colisor de Hádrons (LHC), o maior e mais poderoso acelerador de partículas do mundo, pode ter nos aproximado da compreensão de por que existe algo em vez de nada. A pesquisa foi publicada nesta quarta-feira (16/7) na revista Nature.

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O que foi o Big Bang?

• O Big Bang foi uma expansão cósmica que marcou o início do Universo há cerca de 13,8 bilhões de anos, a partir de um ponto extremamente denso.
• O próprio espaço começou a crescer rapidamente em todas as direções a partir deste contato.
• Nos primeiros segundos, formaram-se partículas fundamentais, como quarks e elétrons, além de radiação em altíssima temperatura. A antimatéria também nasceu neste momento, desviando do universo conhecido.
• À medida que o Universo esfriava, essas partículas se uniram para formar átomos, levando à formação de estrelas e galáxias.
• A radiação cósmica de fundo, detectada ainda hoje, é uma evidência direta desse evento e do estado inicial do Universo logo após o Big Bang.

Os cientistas acreditam que a resposta pode estar na forma como a física trata bárions e antibárions. Os bárions mais conhecidos são os prótons e nêutrons. Eles são formados por três partículas indivisíveis, os quarks, origem de tudo que se observa na física quântica.

Há na física, porém, o antiquark, outra partícula indivisível e que se comporta de forma oposta ao quark. Como tudo que é material surge de combinações de quarks, tudo que é antimatéria é composto de antiquarks. O encontro destas duas instâncias gera explosões agressivas.

Pesquisadores do LHC encontraram, porém, uma assimetria sutil que pode ser a chave para entender por que existe algo em vez de nada.

“Isso mostra que as leis fundamentais da física tratam matéria e antimatéria de modo desigual. Observamos que as partículas de antimatéria não necessariamente terão uma paridade de carga com as de matéria”, afirmou Xueting Yang, um dos líderes do estudo.

Desvendando a antimatéria

A violação de simetria combinada de carga e paridade, conhecida como violação de CP, já havia sido observada em mésons, que são bem menos frequentes que os bárons. A nova evidência em bárions representa um marco na física de partículas que não havia sido observado neste tipo de fragmentos.

A equipe analisou dados de 80 mil eventos de decaimento registrados entre 2011 e 2018 pelo experimento LHC e encontrou uma diferença de 2,5% entre os padrões de decaimento da matéria e da antimatéria. Isso significa que a antimatéria tende a perecer mais rápido e a acumular menos carga.

A porcentagem pequena de diferença, porém, ainda não é o suficiente para justificar a existência do cosmos como o conhecemos, já que no início estas partículas estariam em sua carga mais alta.

Por isso, físicos acreditam que deve haver forças ou partículas ainda não detectadas, capazes de gerar violações adicionais da paridade de carga. A descoberta, porém, abre caminho para estudos nesta área.

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