Experimentos da colaboração ALPHA, do CERN, conseguiram pela primeira vez o resfriamento a laser de átomos de anti-hidrogênio. O resultado foi destaque da capa da revista Nature do dia 1 de abril. A técnica desenvolvida pela colaboração ALPHA, formada por dez grupos de pesquisadores de vários países, incluindo um grupo brasileiro da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), permitirá agora investigar com maior precisão as propriedades fundamentais da antimatéria. Será que o anti-hidrogênio vai se mostrar idêntico ao hidrogênio em sua estrutura quântica e aceleração gravitacional?
No vídeo a seguir, os físicos da UFRJ Claudio Lenz Cesar e Rodrigo Lage Sacramento contam a história da colaboração ALPHA, seus resultados e próximos objetivos. Em seguida, outro membro do grupo, o físico Alvaro Nunes de Oliveira, pós-doc na Universidade de Aarhus, Dinamarca, mostra as instalações do Desacelerador de Anti-prótons, do CERN, onde a colaboração desenvolve os experimentos.
Já em 2018, a colaboração ALPHA havia conseguido realizar uma medida de espectroscopia de átomos de anti-hidrogênio com 12 algarismos significativos, a mais precisa e acurada sobre antimatéria já feita. O grupo da UFRJ colaborou no resultado, desenvolvendo uma cavidade ótica ressonante de baixa temperatura. Essa mesma medida, que na época demorou semanas para ser realizada poderá ser feita agora em um dia, graças a nova técnica de resfriamento dos anti-átomos, feita com um laser ultravioleta de vácuo desenvolvido por colaboradores da ALPHA no Canadá.
“Para chegarmos a uma comparação em 15 algarismos significativos entre hidrogênio e anti-hidrogênio, num teste da chamada Simetria de CPT (Carga, Paridade, Tempo), precisaremos colocar hidrogênio na mesma armadilha que o anti-hidrogênio, de maneira que esteja sob efeito do mesmo ambiente de campos elétrico, magnético e gravitacional”, Lenz Cesar afirma. “Para isso, nosso grupo na UFRJ está desenvolvendo técnicas de produção de hidrogênio frio para a colaboração ALPHA. Será que anti-hidrogênio vai se mostrar idêntico a hidrogênio em sua estrutura quântica e aceleração gravitacional? A Natureza vai nos dizer, pois estamos a bom caminho no desenvolvimento de técnicas e equipamentos para inquirir dela essas respostas.”
Artigo científico
Laser cooling of antihydrogen atoms
C. Baker, et al.
Nature 592, 35 (2021)
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