Categoria: Física Quântica
Foto da quinta conferência do congresso de Solvay, realizada em 1927. Foi no nesta conferência que Einstein disse sua famosa frase “Deus não joga dados” em reposta ao princípio da incerteza de Heisenberg, com o qual não concordava. Bohr, um dos físicos presentes, respondeu “Einstein, pare de dizer a Deus o que fazer.” Com isso se iniciou os chamados debates de Bohr-Einstein, uma série de debates públicos sobre mecânica quântica. Apesar de suas idéias divergentes sobre o mundo microscópico, ambos se respeitavam e se admiravam mutuamente.
No Big Bang matéria e antimatéria foram criadas na mesma proporção. Nessa época existiam partículas e existiam também suas antipartículas correspondentes, ou seja, para cada quark existia um antiquark, para cada elétron, um pósitron e assim por diante. Essas partículas interagiam e se aniquilavam liberando energia que depois viria a tornar-se partículas e antipartículas novamente, continuando o ciclo. Hoje cientistas são capazes de estudar essas interações da matéria com a antimatéria graças à radiação cósmica de fundo, que é a energia criada nesse momento e que está presente em todo o universo até hoje. Essa radiação está distribuída quase que homogeneamente em todo o universo e para cara partícula de matéria que existe hoje, existe pelo menos 20 bilhões de fótons que foram criados nos instantes iniciais do universo e que compõe a radiação cósmica de fundo.
O universo, de acordo com a teoria da inflação cósmica, começou a esfriar, pois experimentava um crescimento, em termos de volume, extraordinário. Nesse momento algo interessante aconteceu: uma ínfima porcentagem de matéria sobrevive às aniquilações e a antimatéria é praticamente eliminada do universo. O que houve com a antimatéria? A quantidade de matéria e antimatéria eram as mesmas então porque ambas não foram completamente eliminadas? Ainda não se sabe as respostas para essas perguntas. A assimetria matéria-antimatéria e é um dos maiores problemas teóricos da física moderna.
A história da antimatéria
Em 1905, Albert Einstein propôs a Teoria da Relatividade Especial, trabalho em que aparece a famosa equação E=mc². Onde E representa a energia da partícula, m sua massa e c a velocidade da luz. Porém Einstein não percebeu que sua equação admite soluções negativas, ou seja, a equação pode ser escrita como E=±mc². A solução positiva não cria qualquer dificuldade de interpretação, contudo, a solução negativa sim e os físicos não sabiam o que fazer com ela.
Em 1930, o físico Paul Dirac propôs a interpretação de que a solução negativa poderia corresponder a antipartículas. A equação que Dirac criou, hoje chamada de equação de Dirac, explica o comportamento dos elétrons em termos quânticos e relativísticos porém essa equação, assim como a de Einstein, implicava que o elétron (a matéria no caso da equação de Einstein) podia possuir energia negativa. Após muito relutar, Dirac propôs que a energia negativa que o elétron implicaria na existência de uma antipartícula do elétron, chamada pósitron.
Essa equação proposta por Dirac foi escrita para descrever os elétrons mas servia para descrever qualquer partícula com spin ½. Então, de acordo com a equação, várias outras partículas deveriam apresentar antipartículas. As antipartículas, resultado da equação de Dirac, foram comprovadas experimentalmente alguns anos depois. Em 1933, Anderson observou pela primeira vez o pósitron. Em 1955 foi a vez de o antipróton ser observado por Chamberlain. Nos anos seguintes mais antipartículas, como o antiquark, seriam observadas, comprovando definitivamente a veracidade da antimatéria, que depois disso tornou-se uma área ativa de pesquisa na física.
Um pouco mais sobre a antimatéria
Assim como o nome sugere, a antimatéria é o oposto da matéria. Antipartículas e partículas possuem a mesma massa mas suas cargas elétricas e suas propriedades de spin são invertidas. Se tivermos, por exemplo, um elétron de massa m e carga -e, um pósitron terá massa m e carga e. Assim como a matéria, a antimatéria também é capaz de formar átomos se suas antipartículas estiverem emparelhadas. Os átomos formados por antipartículas são chamados de antiátomos. Um átomo de hidrogênio formado por antipartículas é chamado de anti-hidrogênio ou antiátomos de hidrogênio.
Atualmente os cientistas são capazes de produzir antimatéria nos chamados aceleradores de partículas, como o famoso LHC. Nessas máquinas de incrível complexidade, feixes de partículas e/ou antipartículas são lançados em anéis circulares ou retilíneos e são colididos com outros feixes. Essas colisões, quando feitas com energia suficiente, recriam as condições do universo no Big Bang. Com isso os cientistas são capazes de produzir antimatéria e mais recentemente , captura-la e armazena-la por alguns minutos. O armazenamento da antimatéria é feito com uma técnica chamada penning trap, que consiste em criar campos eletromagnéticos para suspender a antimatéria em uma câmara de vácuo. Isso é necessário porque a interação da matéria e antimatéria resulta em uma liberação de energia surpreendente, o que danificaria os equipamentos.
Os links a seguir são pequenas galerias de fotos de Einstein. O primeiro link fornece algumas fotos difíceis de encontrar na internet e o segundo link é uma galeria de fotos tiradas no dia em que Einstein morreu.
www.life.com/gallery/41492/image/ugc1036022/the-einstein-you-never-knew
http://www.life.com/gallery/41842/image/ugc1039332/exclusive-the-day-einstein-died#index/7
Nicolau Copérnico foi um astrônomo e matemático que desenvolveu a teoria do Heliocentrismo sobre o universo. Na sua teoria, ele dizia que o Sol era o centro do sistema solar, e que a terra girava em torno do sol.
