Matéria e antimatéria não são exatamente melhores amigas: elas normalmente se cancelam quando entram em contato. Mas cientistas descobriram uma partícula que é composta de ambas.
Em 1937, o físico italiano Ettore Majorana previu a existência de partículas que são suas próprias antipartículas. Agora, uma equipe de pesquisadores liderada por Ali Yazdani, da Universidade Princeton (EUA), obteve imagens do férmion de Majorana.
Primeiro, a equipe encadeou átomos de ferro na superfície de um supercondutor de chumbo – isto é, um material que conduz eletricidade sem resistência – a uma temperatura de -272°C, um grau acima do zero absoluto.
Eles seguiram a tese do físico Alexei Kitaev que, em 2001, previu que surgiria um férmion de Majorana nas extremidades de um fio supercondutor sob condições específicas.
De fato, o processo criou uma fileira de elétrons e anti-elétrons (ou pósitrons); e na extremidade da cadeia, havia partículas com propriedades de matéria e antimatéria ao mesmo tempo. Para capturar a imagem delas, os cientistas usaram um microscópio de dois andares, que flutua em um laboratório de baixíssima vibração em Princeton. O estudo foi publicado na revista Science.
A imagem era necessária porque, em 2012, outra equipe – desta vez na Universidade de Tecnologia de Delft (Holanda) – disse ter encontrado um férmion de Majorana. No entanto, as evidências eram indiretas, baseadas em uma análise de sinais elétricos que poderiam ser causados por outros fenômenos.
A nova quasipartícula pode ser bastante útil na computação quântica, onde os bits podem assumir os valores 0 e 1 ao mesmo tempo. É que, apesar de ser partícula e antipartícula ao mesmo tempo, ela é bastante estável. Como explica o PhysOrg:
Apesar de combinar qualidades que geralmente deveriam se aniquilar – de matéria e antimatéria – o férmion de Majorana é surpreendentemente estável; em vez de ser destrutivo, as propriedades em conflito tornam a partícula neutra, de modo que ela interage com o seu ambiente de forma bem fraca.
Isso estimulou os cientistas a procurar maneiras de incorporar a Majorana em materiais que poderiam fornecer uma maneira muito mais estável de codificar informações quânticas e que, portanto, poderiam ser uma nova base para a computação quântica.
Alguns cientistas alertam, no entanto, que é preciso ter um pouco de cautela antes de saírem reescrevendo livros de física. Os elétrons observados parecem ser uma mistura de antimatéria e matéria, mas alguns físicos se perguntam se este é, de fato, um novo tipo de partícula.
Mesmo se não for, esta ainda é uma descoberta interessante. Como Leo Kouwenhoven, de Delft, disse à Scientific American: “se você encontra uma nova classe de partículas, isso acrescenta um novo capítulo à física”. [PhysOrg; Scientific American; The Guardian]
Imagem por Yazdani Lab, Princeton University
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