Antimatéria

As partículas chamadas de antimatéria possuem as mesmas características das partículas que conhecemos, mas com carga elétrica de sinal oposto. A antimatéria é, literalmente, o inverso da matéria e não existe naturalmente na Terra, sendo desenvolvida artificialmente.

O encontro entre uma partícula e sua antipartícula gera aniquilação, ou seja, ambas são destruídas e há liberação de uma alta quantidade de energia. Atualmente, sabe-se que até partículas como os quarks, constituintes dos elétrons, possuem antipartículas.

Descoberta

O conceito de antipartículas foi proposto pelo físico inglês Paul Dirac (1902-1984) em 1928. Após analisar a relação estabelecida por Einstein acerca da matéria e da energia, Dirac propôs que a massa poderia ser considerada com o sinal negativo. As ideias de Dirac abriram portas para a descoberta dos pósitrons, que são antipartículas dos elétrons.

O físico estadunidense Carl Anderson detectou elétrons positivos (pósitrons) por meio de um experimento de análise de jatos de energia espacial realizado em 1932. Em 1995, átomos de anti-hidrogênio, compostos por um pósitron girando ao redor de um antipróton, foram construídos.

Produção, armazenamento e aplicações

A antimatéria é produzida por meio de colisões entre partículas. Essas colisões são realizadas em aceleradores de partículas, como o Fermilab (EUA) e o Cern (Europa). O armazenamento das antipartículas é feito por aprisionamento em campos magnéticos. As antipartículas não podem tocar as paredes do recipiente que as envolve. Se isso ocorresse, haveria aniquilação entre a matéria que constitui o recipiente e a antimatéria.

Uma das possibilidades de aplicação da antimatéria é a construção de motores superpotentes, semelhantes aos motores utilizados por naves em filmes de ficção científica, como Jornada nas Estrelas e Star Trek. Esses supermotores funcionariam a partir das altíssimas quantidades de energia criadas pela aniquilação de partículas com antipartículas. A quantidade de energia é tão grande que as enormes distâncias que separam a Terra de estrelas e outros planetas poderiam ser percorridas em um tempo inferior ao tempo de vida de um ser humano. O problema está na quantidade de antimatéria necessária, que ultrapassa bastante as quantidades que podem ser produzidas atualmente.

Antipartículas já são utilizadas no diagnóstico feito a partir de imagens. O exame PET scan, por exemplo, é uma tomografia por emissão de pósitrons em que imagens tridimensionais são formadas a partir da interação, que é inofensiva, de pósitrons com o corpo humano.

Imagem obtida a partir de uma tomografia por emissão de pósitrons

Bombas mais potentes que ogivas nucleares e reatores para a produção de energia elétrica também são possibilidades do uso da antimatéria.

Curiosidade

As leis da Física são simétricas para o uso de partículas e antipartículas. Isso quer dizer que, se o universo fosse totalmente formado por antipartículas, ele seria percebido exatamente da mesma forma como é.