Cientistas Capturam o Primeiro Bit Quântico Feito de Antimatéria
Créditos da imagem: sciencealert
Pela primeira vez, pesquisadores do CERN examinaram uma partícula de antimatéria mantida em uma superposição quântica — um estado em que suas propriedades permanecem indefinidas.
Embora o comportamento quântico da matéria regular tenha sido exaustivamente explorado e aplicado em qubits para computação quântica, essa descoberta tem implicações que vão muito além da tecnologia, potencialmente esclarecendo por que o universo existe.
Cientistas isolam antipróton com armadilhas eletromagnéticas
Os cientistas capturaram um antipróton — a versão antimatéria de um próton — usando campos eletromagnéticos, protegendo-o de perturbações ambientais que poderiam perturbar seu frágil estado quântico.
Normalmente, os cientistas não conseguem transportar antimatéria para longe de onde a criam, pois o contato com a matéria comum a destrói instantaneamente.
“Este é o primeiro qubit de antimatéria”, disse Stefan Ulmer, físico da colaboração BASE do CERN. “Fundamentalmente, permitirá que o BASE meça momentos antiprótons em experimentos futuros com precisão aprimorada por um fator de 10 a 100.”
Créditos da imagem: Um diagrama ilustrando o sistema de armadilhas de antiprótons na BASE (Latacz et al., Nature 2025)
Experimentos futuros poderão revelar mais distinções entre matéria e antimatéria, potencialmente resolvendo o mistério de por que o universo sobreviveu a um “apocalipse da antimatéria“ que, segundo os modelos físicos atuais, deveria ter eliminado toda a matéria bilhões de anos atrás.
Em teoria, matéria e antimatéria deveriam ser idênticas, exceto por terem cargas opostas. Se isso fosse verdade, o Big Bang teria produzido quantidades iguais de ambas, levando-as a se aniquilarem mutuamente e deixando o universo vazio.
Existência Aponta para Diferenças Ocultas entre Matéria e Antimatéria
O fato de existirmos sugere que a física trata a matéria e a antimatéria de forma diferente. Embora experimentos tenham encontrado indícios dessa assimetria, as diferenças detectadas até agora são muito pequenas para explicar o desequilíbrio.
No CERN, o experimento BASE compara os estados de spin do próton e do antipróton em condições idênticas para encontrar a peça que faltava. O spin, uma propriedade inerente das partículas subatômicas, faz com que elas atuem como pequenos ímãs.
Em execuções anteriores, o BASE mediu o momento magnético do antipróton com uma precisão de 1,5 partes por bilhão — mas mesmo com essa precisão, ele ainda correspondia ao momento magnético de um próton comum.
Um desafio fundamental é a extrema sensibilidade dos estados quânticos à interferência, dificultando a manutenção de antiprótons em superposição para estudo.
Atualizações do BASE Estabelecem Recorde de Duração do Estado Quântico de Antimatéria
Após as atualizações, o BASE pode proteger melhor as partículas, mantendo-as isoladas em um borrão quântico por um tempo recorde de 50 segundos. Os pesquisadores esperam estender esse tempo ainda mais.
Normalmente, os cientistas não conseguem transportar antimatéria para longe de onde a criam, pois o contato com a matéria comum a destrói instantaneamente. Para resolver esse problema, o CERN está testando o BASE-STEP, um sistema para transportar antimatéria com segurança para instalações que reduzem ou eliminam a interferência.
Essas condições ultrassilenciosas podem ser a chave para responder a um dos mistérios mais profundos da física.
A física do CERN, Barbara Latacz, afirmou que o novo sistema de armadilha de Penning — alimentado com antiprótons via BASE-STEP — poderá em breve atingir tempos de coerência de spin até dez vezes maiores, transformando a pesquisa sobre antimatéria bariônica.
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