Anti-Matéria
A teoria da mecânica quântica descreve os fenômenos envolvendo átomos e partículas elementares, ou seja a física do mundo microscópico. Ela foi concebida começo dos anos 20 por uma geração de jovens e brilhantes físicos com menos de 25 anos. A sua forma mais conhecida hoje nos textos didáticos foi criada em 1926 por Erwin Schrödinger, essencialmente para poder explicar, entre outras coisas, por quê um elétron pode orbitar um próton de modo estável, formando um átomo de hidrogênio. Por ter uma consistência lógica muito sólida e por poder explicar virtualmente todos os fenômenos quânticos até então conhecidos de forma convincente, sendo capaz até de prever novos, tal teoria logo teve aceitação na comunidade dos físicos.
Erwin Schrodinger (1887-1961)
Apesar do seu sucesso, a teoria quântica não era, no entanto, compatível com a teoria de Einstein da relatividade especial, criada em 1905. Isso não queria dizer que a mecânica quântica de Schrödinger era errada. Simplesmente ela não poderia ser aplicada a fenômenos que envolvessem altas energias, onde as velocidades passam a ser muito altas. Tal incongruência teórica começou a ser resolvida por Dirac, que em 1928 propôs uma teoria quântica relativística, capaz de descrever de forma consistente o movimento de elétrons em campos elétricos e magnéticos. Essa era a primeira aplicação da teoria da relatividade de Einstein na física quântica. A teoria de Dirac de 1928 conduziu a surpreendentes predições: além de descrever elétrons, a teoria parecia exigir a existência de um outro tipo de partícula, com massa idêntica à do elétron, mas com carga elétrica positiva, em vez de negativa. Tal partícula, que foi chamada pósitron, é a anti-partícula do elétron, e foi o primeiro exemplo de anti-matéria. A confirmação experimental dessa fantástica teoria deu-se em 1931 com a descoberta do pósitron. A predição de Dirac aplica-se não somente ao elétron, mas também a todos os constituintes da matéria. Ou seja, cada partícula tem sua anti-partícula. Suas massas são iguais, mas certas características como carga e spin têm seus sinais trocados. Outra propriedade prevista por Dirac e confirmada experimentalmente é que quando uma partícula encontra sua anti-partícula elas se desintegram, transformando-se em um pulso de radiação eletromagnética. Teoricamente não há diferença entre partículas e anti-partículas, no que diz respeito à teoria que as descrevem. Mas há uma diferença fundamental quanto à sua ocorrência no universo à nossa volta. Ele é feito todo de matéria, e a anti-matéria criada em laboratórios logo se desintegra ao se chocar com matéria. Modernas teorias de teoria de evolução do universo exigem que no início dos tempos matéria e anti-matéria existiam em quantidades iguais. Um dos grandes mistérios da física é por quê ocorreu esse desequilíbrio.
Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)
O físico Richard Feynman inventou o seguinte conto para ilustrar o conceito de anti-matéria.: vamos supor que os cientistas da Terra estabeleceram contato com um ser extra-terreno. Utilizando rádio, eles trocam informações sobre os seus mundos. Eles descrevem, por exemplo o formato do corpo do ser humano, suas dimensões, massa, longevidade, etc. Padrões de comprimento, tempo e massa podem ser definidos de modo universal através de partículas elementares da física, utilizando comprimentos de ondas, tempos de decaimentos radioativos, massa atômica.
Um problema surge quando o cientista tenta explicar que o coração humano fica no lado esquerdo do peito. Os conceitos de esquerda e direita são convenções assumidas na nossa linguagem. Como transmitir essa mensagem essa definição ? Uma solução poderia consistir na observação de neutrinos
Neutrinos, partículas aparentemente sem massa e sem carga, produzidas em certas reações de decaimento, apresentam um momento magnético de spin que poderíamos chamar de esquerdo. Anti-neutrinos, no entanto, possuem spin direito. É como se tivéssemos parafusos universais diferentes, com rosca esquerda e direita. Assim, bastaria que o extraterreno observasse um neutrino para entender o que é esquerdo. Assim, os dois marcam um encontro. Eles então combinam que vão estender a mão direita um ao outro. O terráqueo tem no entanto a seguinte instrução: caso o extraterrestre estender sua mão esquerda, afastar-se imediatamente, pois nesse casso o extraterrestre é feito de anti-matéria.
Richard Feynman (1918-1988)
Erwin Schrodinger (1887-1961)
Apesar do seu sucesso, a teoria quântica não era, no entanto, compatível com a teoria de Einstein da relatividade especial, criada em 1905. Isso não queria dizer que a mecânica quântica de Schrödinger era errada. Simplesmente ela não poderia ser aplicada a fenômenos que envolvessem altas energias, onde as velocidades passam a ser muito altas. Tal incongruência teórica começou a ser resolvida por Dirac, que em 1928 propôs uma teoria quântica relativística, capaz de descrever de forma consistente o movimento de elétrons em campos elétricos e magnéticos. Essa era a primeira aplicação da teoria da relatividade de Einstein na física quântica. A teoria de Dirac de 1928 conduziu a surpreendentes predições: além de descrever elétrons, a teoria parecia exigir a existência de um outro tipo de partícula, com massa idêntica à do elétron, mas com carga elétrica positiva, em vez de negativa. Tal partícula, que foi chamada pósitron, é a anti-partícula do elétron, e foi o primeiro exemplo de anti-matéria. A confirmação experimental dessa fantástica teoria deu-se em 1931 com a descoberta do pósitron. A predição de Dirac aplica-se não somente ao elétron, mas também a todos os constituintes da matéria. Ou seja, cada partícula tem sua anti-partícula. Suas massas são iguais, mas certas características como carga e spin têm seus sinais trocados. Outra propriedade prevista por Dirac e confirmada experimentalmente é que quando uma partícula encontra sua anti-partícula elas se desintegram, transformando-se em um pulso de radiação eletromagnética. Teoricamente não há diferença entre partículas e anti-partículas, no que diz respeito à teoria que as descrevem. Mas há uma diferença fundamental quanto à sua ocorrência no universo à nossa volta. Ele é feito todo de matéria, e a anti-matéria criada em laboratórios logo se desintegra ao se chocar com matéria. Modernas teorias de teoria de evolução do universo exigem que no início dos tempos matéria e anti-matéria existiam em quantidades iguais. Um dos grandes mistérios da física é por quê ocorreu esse desequilíbrio.
Paul Adrien Maurice Dirac (1902-1984)
O físico Richard Feynman inventou o seguinte conto para ilustrar o conceito de anti-matéria.: vamos supor que os cientistas da Terra estabeleceram contato com um ser extra-terreno. Utilizando rádio, eles trocam informações sobre os seus mundos. Eles descrevem, por exemplo o formato do corpo do ser humano, suas dimensões, massa, longevidade, etc. Padrões de comprimento, tempo e massa podem ser definidos de modo universal através de partículas elementares da física, utilizando comprimentos de ondas, tempos de decaimentos radioativos, massa atômica.
Um problema surge quando o cientista tenta explicar que o coração humano fica no lado esquerdo do peito. Os conceitos de esquerda e direita são convenções assumidas na nossa linguagem. Como transmitir essa mensagem essa definição ? Uma solução poderia consistir na observação de neutrinos
Neutrinos, partículas aparentemente sem massa e sem carga, produzidas em certas reações de decaimento, apresentam um momento magnético de spin que poderíamos chamar de esquerdo. Anti-neutrinos, no entanto, possuem spin direito. É como se tivéssemos parafusos universais diferentes, com rosca esquerda e direita. Assim, bastaria que o extraterreno observasse um neutrino para entender o que é esquerdo. Assim, os dois marcam um encontro. Eles então combinam que vão estender a mão direita um ao outro. O terráqueo tem no entanto a seguinte instrução: caso o extraterrestre estender sua mão esquerda, afastar-se imediatamente, pois nesse casso o extraterrestre é feito de anti-matéria.
Richard Feynman (1918-1988)
postado por Sasse at 4:01 AM
