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Especial Antimatéria: Tanques e armadilhas de antimatéria


Esta é uma "garrafa de antimatéria", um recipiente com um campo magnético de oito polos gerado por ímãs supercondutores. [Imagem: ALPHA/Nature Physics/Chukman So/Wurtele Research Group]

Quanta antimatéria o homem já produziu?

A aniquilação de matéria e antimatéria tem potencial para liberar uma enorme quantidade de energia - daí a inspiração para o motor de dobra da nave Enterprise, de Jornada nas Estrelas.

Um grama de antimatéria poderia produzir uma explosão da mesma magnitude daquela causada por uma bomba nuclear. No entanto, até agora se produziu apenas uma minúscula quantidade de antimatéria, insuficiente para encher o tanque mesmo das menores naves experimentais - e, por decorrência, insuficientes para alimentar as sandices dos não tão bem-intencionados.

Todos os antiprótons criados no acelerador de partículas Tevatron (EUA), por exemplo, somam apenas 15 nanogramas. Os produzidos no CERN, onde fica o LHC, somam cerca de 1 nanograma. No acelerador DESY (Alemanha), cerca de 2 nanogramas de pósitrons foram produzidos até hoje.

Assim, se toda a antimatéria já fabricada artificialmente fosse aniquilada ao mesmo tempo, a energia produzida não seria suficiente sequer para ferver uma xícara de chá.

O problema reside na eficiência e no custo da produção e armazenamento da antimatéria. Produzir um grama de antimatéria exigiria aproximadamente 25 milhões de bilhões de quilowatts-hora de energia, algo que custaria mais de um milhão de bilhões de dólares.

Tanques e armadilhas de antimatéria

Para estudar a antimatéria, você precisa impedir que ela se aniquile com a matéria. Assim, é necessário construir tanques de armazenamento de antimatéria. Mas os físicos preferem chamar esses recipientes de "armadilhas".

Partículas de antimatéria carregadas, como os pósitrons e os antiprótons, podem ser mantidos em dispositivos chamados armadilhas Penning. Elas são comparáveis a pequenos aceleradores. No seu interior, as partículas de antimatéria giram em espiral conforme campos magnéticos e elétricos evitam que elas colidam com as paredes da armadilha.

Mas as armadilhas de Penning não funcionam para partículas neutras, tais como o anti-hidrogênio. Como elas não têm carga, estas partículas não podem ser confinadas por campos elétricos.

Em vez disso, as antipartículas neutras são mantidas em armadilhas Ioffe, que funcionam criando uma região do espaço onde o campo magnético fica maior em todas as direções. A partícula fica presa na área com o campo magnético mais fraco, mais ou menos como uma bolinha de gude girando no fundo de uma bacia.

O campo magnético da Terra também pode funcionar como uma espécie de armadilha de antimatéria. Antiprótons têm sido detectados em zonas ao redor da Terra chamadas cinturões de radiação de Van Allen.

Na verdade, hoje os físicos já consideram que exista um anel de antimatéria ao redor da Terra.

FONTE: http://www.inovacaotecnologica.com.br/

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