Magnetismo, Mecânica quântica, Notícia, Partículas subatômicas

O experimento BASE com prótons e antiprótons

A nova medida do BASE com alta precisão não mostrou diferença significativa entre os prótons e os antiprótons, além do sinal de carga elétrica.

Para ler este post, é preciso entender o que é antimatéria, este conceito já foi explicado na notícia “Partícula antimatéria de alta energia na Antártica“.

Fonte: ScienceNews (Traduzido para o Português)

Está confirmado: prótons e antiprótons são bem combinados. O novo experimento extremamente preciso verifica que os 2 tipos de partículas subatômicas se espelham nas proporções de carga elétrica em relação à massa.

Cientistas ainda não entendem porque a matéria é comum no universo, enquanto a antimatéria é rara. Para investigar as origens desta assimetria, cientistas continuam verificando, com cada vez maior precisão, as diferenças entre as partículas de matéria e antimatéria, que podem fornecer pistas de como a matéria se tornou dominante no Universo.

O Experimento de Simetria Bárion Antibárion, ou BASE, no laboratório europeu de física de partículas CERN, próximo de Genebra, mede as oscilações de um único antipróton confinado dentro de uma armadilha eletromagnética. Estas oscilações, que revelam a relação carga/massa do antipróton, são comparadas com as oscilações de um íon de hidrogênio aprisionado, composto por um próton e 2 elétrons, que fornecem a relação carga/massa do próton.

Depois de mais de 24000 comparações de oscilações, pesquisadores da BASE encontraram que as 2 duas relações se espelham com uma precisão de 1,6 bilionésimo de um por cento, a equipe relatou em 5 de Janeiro na Nature.

O resultado também testa o entendimento dos físicos sobre o efeito da gravidade na antimatéria, disse Stefan Ulmer, o porta-voz do BASE e físico do RIKEN, em Wako, Japão. O ambiente gravitacional da Terra muda à medida que o planeta orbita ao redor do Sol, então, se a gravidade afeta prótons e antiprótons diferentemente, esse efeito seria percebido durante um ano e meio sobre o qual os dados foram coletados. “Nós mostramos que a matéria e a antimatéria interagem com a gravidade … de forma exatamente idêntica, dentro de uma incerteza de 3%”, disse Ulmer. 

Os links para os posts sobre a minha visita ao CERN.

Visita ao CERN (Parte 1)Clique aqui

Visita ao CERN (Parte 2)Clique aqui

Como funciona o experimento BASE?

próton e antipróton
Mesma fonte da notícia.

Usa a armadilha de Penning, um dispositivo que aprisiona partículas carregadas com um campo magnético axial B e 4 campos elétricos E.

armadilha de Penning para antiprótons
A partícula dentro da armadilha faz movimentos oscilatórios que permitem a medição do momento magnético. Fonte: Wikiwand.
trajetória dos antiprótons no BASE
Trajetória da partícula carregada dentro de uma armadilha de Penning (preto) é o resultado da superposição dos movimentos axial (vermelho), de ciclotron (azul) e magnetron (verde). Fonte: (Naimi, 2010).

Uma armadilha do BASE identifica o spin da partícula, enquanto outra muda o spin da partícula quando mede a frequência de cíclotron ω+. O funcionamento do cíclotron será explicado em um outro post.

Também possui mais 2 armadilhas: uma para monitorar mudanças no campo magnético por interferências externas e outra para armazenar os antiprótons.

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