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Simetria da natureza: teste no LHC revela núcleos de matéria e antimatéria “iguais”

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Pesquisadores do Instituto de Física (IF) da USP participam de um experimento realizado no LHC (Large Hadron Collider), o maior acelerador de partículas do mundo, que constatou que os núcleos leves feitos de matéria e de antimatéria são reflexos um do outro. Um artigo sobre o tema foi publicado na última segunda-feira, 17 de agosto, na revista científica Nature Physics. O experimento faz parte do projeto ALICE, do LHC, e contou com a participação de vários pesquisadores da USP, entre eles o professor Alexandre Suaide, do Departamento de Física Nuclear do IF. Antimatéria é um tipo de partícula que, ao encontrar com a sua partícula de matéria correspondente, uma aniquila a outra e ambas se transformam em energia.

O experimento envolveu os elementos químicos deutério (D) e hélio-3 (He-3). O objetivo do trabalho publicado era descobrir se o núcleo do deutério (um núcleo formado por um próton e um nêutron) e o de hélio-3 (um núcleo formado por dois prótons e um nêutron), feitos de matéria, eram “iguais” em termos de massa, aos núcleos de deutério e de hélio-3, feitos de antimatéria (antideutério e anti-hélio-3, respectivamente, formados de antiprótons e antinêutrons). “Os resultados mostraram que as massas desses núcleos são realmente “iguais”, dentro da precisão que o experimento do LHC consegue medir atualmente”, conta o professor.

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Ele explica que, dentro da Física Nuclear, um dos objetivos é entender como o núcleo atômico é feito, ou seja, como são formadas as coisas que observamos na Natureza. Um dos focos da pesquisa é exatamente entender como se formam esses núcleos atômicos e quais as propriedades deles. “Os resultados obtidos no experimento do LHC são muito importantes para sabermos como são as forças que fazem esses núcleos existirem, além de terem uma consequência importante para o entendimento de como os elementos da tabela periódica são construídos. Essa descoberta contribui para entender como as coisas são feitas.”

O professor completa dizendo que, por trás dessa descoberta, há ainda uma questão fundamental na Natureza, que é simetria CPT, onde C é a carga, P a paridade (espelhamento) e o T é o tempo. “A Natureza precisa obedecer a esta simetria. Na medição feita pelo ALICE, a comparação das razões entre massa e carga em deutérios / antideutérios e em hélio-3 / anti-hélio-3, confirmou a simetria fundamental CPT em núcleos leves com grande precisão.”

LHC

O LHC foi construído entre a França e a Suíça e conta com um túnel de 27 quilômetros de de circunferência. Ele é administrado pelo CERN (Organização Europeia Para a Pesquisa Nuclear), laboratório europeu criado após o final da Segunda Guerra com o objetivo de realizar pesquisas na área da Física Nuclear.

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O LCH conta atualmente com 4 experimentos: o ALICE, o ATLAS, o LHCb e o CMS. Eles contam com a participação de centenas de pesquisadores de várias partes do mundo, sendo que, em todos, há cientistas de diversos centros de pesquisa brasileiros. A USP mantêm, especificamente, equipes no ALICE e no ATLAS.

GRIPER-IFUSP

O professor explica que vários centros do mundo recebem os dados obtidos nos experimentos do LHC para realizar o processamento de dados. Por meio de softwares específicos, qualquer pesquisador envolvido com os projetos do LHC pode acessar essas informações e produzir análises.

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“O Grupo de Íons Pesados Relativísticos [GRIPER], do Instituto de Física, tem sido responsável por 75% do processamento de dados de toda a América Latina produzidos pelo LHC nos últimos meses”, conta. “Isso somente é possível pois contamos com uma boa infraestrutura de rede, capacidade técnica e de recursos humanos, como pesquisadores e analistas de sistemas qualificados, bem como financiamento, na maioria, obtido por meio da Fapesp [Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo]“, completa.

O GRIPER também é responsável pelo upgrade de alguns equipamentos do LHC. Um deles, conta Suaide, é o chip SAMPA, que está sendo desenvolvido para o processamento de dados do ALICE e que vem sendo produzido em colaboração com pesquisadores da Escola Politécnica (Poli) da USP.

Valéria Dias / Agência USP de Notícias

Mais informações: email suaide@if.usp.br, com o professor Alexandre Suaide

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