Antimatéria detectada na Estação Espacial desafia a física

Relatos ainda não confirmados de 10 núcleos de anti-hélio colidindo com a Estação Espacial Internacional (ISS) despertaram o interesse de físicos teóricos, que agora estão explorando explicações além dos modelos físicos atuais. Embora uma pequena quantidade de partículas cósmicas possa parecer insignificante, a detecção desta forma rara de antimatéria é suficientemente intrigante para ser tratada como uma tempestade no meio do deserto.

Em uma análise recente, publicada na revista Revisão Física Dcientistas do Perimeter Institute for Theoretical Physics, no Canadá, e da Universidade Johns Hopkins, nos EUA, sugerem que esses eventos podem exigir a consideração de teorias que vão além do Modelo Padrão, especulando até mesmo sobre o envolvimento da matéria escura.

Desde 2011, o Espectrômetro Alfa Magnético (AMS-02) foi instalado na ISS, registrando mais de 200 bilhões de eventos de raios cósmicos. A maioria dessas partículas são comuns, vindas de fontes distantes no espaço. Porém, relatos não publicados indicam que 10 dessas partículas seriam diferentes, consistindo em pares de antiprótons ligados a um ou dois antinêutrons.

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Hipóteses que podem explicar a antimatéria descoberta na ISS

Cada partícula de matéria, como elétrons e quarks, tem uma contraparte com carga oposta: a antipartícula. Teoricamente, essas antipartículas deveriam ter surgido em quantidades semelhantes às partículas comuns durante o Big Bang, mas acabaram se aniquilando em uma nuvem de raios gama. O facto de o Universo ser predominantemente composto por matéria e não por radiação sugere que existe algo fundamental que ainda não compreendemos sobre o equilíbrio entre matéria e antimatéria.

Assim como os cientistas podem produzir pequenas quantidades de antimatéria em aceleradores de partículas na Terra, os eventos cósmicos de alta energia também geram antiprótons e antinêutrons. Parte dessa antimatéria pode escapar da aniquilação e eventualmente ser detectada aqui na Terra.

As supostas detecções do AMS-02 envolvem antiprótons e antinêutrons formando núcleos de antihélio, uma combinação extremamente rara que requer condições específicas para ocorrer. Curiosamente, os núcleos detectados incluem dois isótopos: antihélio-3, com um antinêutron, e antihélio-4, com dois antinêutrons. A proporção entre estes isótopos é de cerca de 10.000 para um, um resultado que desafia os processos físicos conhecidos.

Uma hipótese é que estes núcleos possam ter-se formado a partir do decaimento de uma partícula desconhecida, possivelmente relacionada com a matéria escura. Outra possibilidade envolve colisões entre hipotéticas “anãs escuras”, estruturas compostas por partículas escuras que poderiam criar as condições necessárias para gerar esses núcleos de antihélio.

Embora estes modelos ainda sejam altamente especulativos, as descobertas poderão abrir caminho para uma compreensão mais profunda de fenómenos cósmicos ainda desconhecidos. Com mais seis anos de operação previstos para o AMS-02, novos dados poderão confirmar ou refutar estas teorias – ou mesmo revelar novos mistérios sobre a origem da antimatéria no Universo.