Alta energia, Espaço, Notícia, Partículas subatômicas

Partícula antimatéria de alta energia na Antártica

O IceCube Neutrino Observatory, na Antártica, detectou uma partícula de antimatéria de maior energia já registrada. Este evento foi previsto em 1960.

Fonte: Live Science (Traduzido para o Português)

O mais remoto detector de partículas da Terra encontrou a partícula antimatéria mais energética já registrada: uma única partícula ultraleve que entrou no gelo antártico com uma energia (relativamente) trovejante equivalente a 6300 mosquitos voando.

A colisão ocorreu em 2016, mas os pesquisadores confirmaram os detalhes do evento apenas em 10 de Março deste ano, em um paper publicado no jornal Nature. Este antineutrino, a contraparte da partícula difícil de detectar conhecida como neutrino, colidiu com um elétron em algum lugar no gelo da Antártica a uma velocidade próxima da luz. Esta colisão criou uma chuva de partículas detectada pelo IceCube Neutrino Observatory, uma instalação responsável por grande parte da pesquisa de neutrinos de alta energia na última década, como o Live Science relatou. Agora, os físicos do IceCube relataram que aquela chuva de partículas incluía uma evidência de um evento teorizado mas nunca antes visto, chamado de “Ressonância Glashow”.

O que é antimatéria? São partículas idênticas às partículas elementares que compõem o átomo, exceto por possuírem carga elétrica oposta.

matéria e antimatéria
Matéria à esquerda e antimatéria à direita.

Colisões entre matéria e antimatéria produzem muita energia. Quando um elétron colide com um pósitron, são liberados raios gama, fótons com frequência muito alta. Quando um próton colide com um antipróton, várias partículas subatômicas são produzidas.

colisão elétron pósitron
Fonte: Quora.
colisão matéria e antimatéria
Fonte: fnal.gov.

Em 1960, o físico Stephen Glashow, um pesquisador pós-graduado do Instituto Nórdico de Física Teórica na Dinamarca, previu que quando um antineutrino de energia alta o suficiente colide com um elétron, é produzida uma partícula pesada de vida curta chamada boson W. A previsão de Glashow depende das regras fundamentais do Modelo Padrão da física de partículas, uma teoria que domina a maneira de como os pesquisadores entendem o interior dos átomos, da luz à antimatéria.

Detectar a ressonância de Glashow é uma confirmação poderosa do Modelo Padrão. Mas precisa que o neutrino tenha 6,3 petaelétron-volts (PeV), muito mais energia do que qualquer acelerador de partículas, de 1960 a 2021, possa produzir.

Dada a enorme energia exigida, ninguém esperava encontrar a ressonância de Glashow usando apenas ferramentas humanas. Mas o IceCube, que detecta partículas vindo do céu, tem a ajuda de um vasto universo. A partícula que colidiu com o gelo em 2016 produziu uma chuva característica de partículas que os pesquisadores afirmam vir do decaimento do boson W, uma partícula fundamental que junto com o boson Z, é responsável pela força nuclear fraca. E esse é um sinal revelador de um antineutrino de 6,3 PeV e a ressonância de Glashow.

Os pesquisadores ainda não têm certeza de qual acelerador cósmico produziu este monstruoso grão de antimatéria, mas disseram que mais eventos podem ajudar a refinar os modelos de canhões espaciais naturais que produzem partículas extremas e atiram na Terra. 

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