A identificação provisória de dez eventos de raios cósmicos contendo núcleos de anti-hélio pelo Espectrômetro Magnético Alfa (AMS-02) da Estação Espacial Internacional (ISS) chamou a atenção dos físicos teóricos. Não pela quantidade detectada, considerada ínfima, mas sim porque antinúcleos pesados desse tipo são extremamente raros no Universo.
Em um estudo publicado recentemente na Physical Review D, pesquisadores do Instituto Perimeter de Física Teórica do Canadá e da Universidade Johns Hopkins dos EUA teorizam que o fenômeno possa estar ligado a processos que “desafiariam nossa compreensão da síntese astrofísica de antinúcleos pesados”, diz o artigo.
Entre as explicações possíveis para essa colisão de núcleos de anti-hélio relativístico com a ISS, podem existir até mesmo novas partículas, forças ou interações que o próprio Modelo Padrão não daria conta de compreender completamente. É possível que a matéria escura, ou algum fenômeno ligado a ela possam estar ligados à preservação desses antinúcleos, teorizam os autores.
Quanto tempo sobrevive a antimatéria?
O AMS-02 funciona a bordo da ISS desde 2011, onde cumpre sua missão cotidiana de analisar eventos de raios cósmicos. Ele já registrou mais de 200 bilhões deles que, em sua absoluta maioria, envolve partículas comuns. Pelo menos até agora, quando esses dez núcleos de anti-hélio não deveriam estar ali, supostamente batendo no casco da ISS.
Afinal, até conseguimos observar antipartículas, como as produzidas na Terra por colisores, mas a experiência se resume às vezes há milissegundos, pois elas se anulam de forma extremamente rápida ao entrar em contato com a matéria comum, e se aniquilam ou decaem.
Teoricamente, essas antipartículas, como pósitrons, antineutrinos e antiquarks, deveriam ter surgido no Big Bang em quantidades similares aos elétrons, neutrinos e quarks, e se cancelariam instantaneamente em uma nuvem de raios gama (fótons de alta energia). Mas, além desse brilho, a natureza contínua a liberando antiprótons e antinêutrons em colisões cósmicas de grande energia, por exemplo.
Antimatéria na ISS gera uma coleção de teorias
O AMS-02 já detectou mais de 200 bilhões de eventos de raios cósmicos.Fonte: NASA/ISS
O problema que essa detecção causou para os físicos é que, para que os núcleos raríssimos de anti-hélio pudessem se formar, seria necessário que as antipartículas estivessem viajando devagar o bastante para se unirem. Dos eventos, dois eram do isótopo anti-hélio-4 (com dois antinêutrons) e oito do isótopo anti-hélio-3 (com um antinêutron), uma probabilidade de 10 mil para 1 segundo as leis físicas vigentes.
Essa disparidade aponta para um processo de formação de núcleos de anti-hélio diferente dos que conhecemos, ou até mesmo que as partículas possam ser a consequência do decaimento de uma partícula totalmente desconhecida, quem sabe associada à matéria escura. Mas, ainda que essa partícula seja real, como teria sido “raqueteada” à velocidade próxima à luz?
Ainda há outras teorias como: uma explosão de plasma superquente resultante da colisão de massas de matéria escura ou colisão de hipotéticas “anãs escuras”. O problema é que muitas delas envolvem a matéria escura, algo que nem sabemos se existe.
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