What happened to antimatter? - Rolf Landua

Translator: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Tradutor: Margarida Ferreira Revisora: Mafalda Ferreira

Is it possible to create something out of nothing?

Será possível criar qualquer coisa a partir do nada?

Or, more precisely, can energy be made into matter?

Ou, mais precisamente, podemos obter matéria a partir da energia?

Yes, but only when it comes together

Sim, mas só quando ela vier acompanhada da sua gémea,

with its twin, antimatter.

a antimatéria.

And there's something pretty mysterious about antimatter:

Há uma coisa muito misteriosa quanto à antimatéria:

there's way less of it out there than there should be.

há muito menos quantidade do que devia haver, no universo.

Let's start with the most famous physics formula ever:

Comecemos com a fórmula de física mais famosa de sempre:

E equals m c squared.

E = mc²

It basically says that mass is concentrated energy,

Diz, basicamente, que a massa é energia concentrada

and mass and energy are exchangeable,

e a massa e a energia são intercambiáveis,

like two currencies with a huge exchange rate.

como duas divisas, com uma alta taxa de câmbio.

90 trillion Joules of energy

90 biliões de Joules de energia

are equivalent to 1 gram of mass.

são equivalentes a um grama de massa.

But how do I actually transform energy into matter?

Mas como transformar energia em matéria?

The magic word is <i>energy density</i>.

A palavra mágica é densidade da energia.

If you concentrate a huge amount

Se concentrarmos uma quantidade enorme

of energy in a tiny space,

de energia num espaço minúsculo,

new particles will come into existence.

nascerão partículas novas.

If we look closer,

Se observarmos com mais atenção,

we see that these particles always come in pairs,

vemos que essas partículas aparecem sempre aos pares,

like twins.

como gémeas.

That's because particles always have a counterpart,

Isso porque as partículas têm sempre uma contrapartida,

an antiparticle,

uma antipartícula

and these are always produced

e estas são sempre produzidas em quantidades iguais:

in exactly equal amounts: 50/50.

50/50.

This might sound like science fiction,

Isto pode parecer ficção científica

but it's the daily life of particle accelerators.

mas é a vida diária dos aceleradores de partículas.

In the collisions between two protons

Nas colisões entre dois protões,

at CERN's Large Hadron Collider,

no Grande Colisionador de Hadrões, do CERN,

billions of particles and antiparticles

milhares de milhões de partículas e de antipartículas

are produced every second.

são produzidas em cada segundo.

Consider, for example, the electron.

Considerem, por exemplo, o eletrão.

It has a very small mass and negative electric charge.

Tem uma massa muito pequena e uma carga elétrica negativa.

It's antiparticle, the positron,

A sua antipartícula, o positrão,

has exactly the same mass,

tem exatamente a mesma massa,

but a positive electric charge.

mas uma carga elétrica positiva.

But, apart from the opposite charges,

Mas, com exceção das cargas opostas,

both particles are identical and perfectly stable.

ambas as partículas são idênticas e perfeitamente estáveis.

And the same is true for their heavy cousins,

O mesmo é verdade para os seus primos pesados,

the proton and the antiproton.

o protão e o antiprotão.

Therefore, scientists are convinced

Portanto, os cientistas estão convencidos

that a world made of antimatter

que um mundo feito de antimatéria

would look, feel, and smell just like our world.

teria o mesmo aspeto, as sensações e o cheiro que o nosso mundo.

In this antiworld,

Neste antimundo,

we may find antiwater,

talvez encontrássemos antiágua,

antigold,

anti-ouro

and, for example,

e, por exemplo,

an antimarble.

um antiberlinde.

Now imagine that a marble and an antimarble

Imaginem que um berlinde e um antiberlinde se juntassem.

are brought together.

These two apparently solid objects

Esses dois objetos, aparentemente sólidos,

would completely disappear

desapareceriam por completo

into a big flash of energy,

numa enorme faísca de energia,

equivalent to an atomic bomb.

equivalente a uma bomba atómica.

Because combining matter and antimatter

Como a combinação de matéria com antimatéria

would create so much energy,

criaria tanta energia,

science fiction is full of ideas

a ficção científica está cheia de ideias

about harnessing the energy stored in antimatter,

quanto à utilização da energia armazenada na antimatéria,

for example, to fuel spaceships like Star Trek.

por exemplo, para alimentar naves espaciais como o Star Trek.

After all, the energy content of antimatter

Afinal, a energia contida na antimatéria

is a billion times higher than conventional fuel.

é mil milhões de vezes mais alta do que o combustível convencional.

The energy of one gram of antimatter would be enough

A energia de um grama de antimatéria

for driving a car 1,000 times around the Earth,

seria suficiente para um carro dar 1000 vezes a volta à Terra,

or to bring the space shuttle into orbit.

ou pôr em órbita uma nave espacial.

So why don't we use antimatter for energy production?

Então, porque é que não usamos a antimatéria para produzir energia?

Well, antimatter isn't just sitting around,

A antimatéria não anda por aí

ready for us to harvest.

à espera que a recolhamos.

We have to make antimatter

Temos de criar antimatéria

before we can combust antimatter,

antes de podermos usá-la como combustível.

and it takes a billion times more energy

É preciso mil milhões de vezes mais energia

to make antimatter

para criar antimatéria

than you get back.

do que a que obtemos em troca.

But, what if there was some antimatter in outer space

E se houver antimatéria no espaço exterior

and we could dig it out one day

e pudermos obtê-la um dia num planeta algures?

from an antiplanet somewhere.

A few decades ago, many scientists believed

Há umas décadas, muitos cientistas acreditavam

that this could actually be possible.

que isso podia ser possível.

Today, observations have shown

Mas hoje, as observações demonstraram

that there is no significant amount of antimatter

que não há uma quantidade significativa de antimatéria

anywhere in the visible universe,

em parte alguma do universo visível,

which is weird because, like we said before,

o que é estranho, porque, tal como já dissemos,

there should be just as much antimatter

devia haver tanta antimatéria

as there is matter in the universe.

como a matéria que existe no universo.

Since antiparticles and particles

Como as antipartículas e as partículas

should exist in equal numbers,

deviam existir em igual número,

this missing antimatter?

onde está a antimatéria que falta?

Now that is a real mystery.

Isto é, de facto, um mistério.

To understand what might be happening,

Para perceber o que pode estar a acontecer,

we must go back to the Big Bang.

temos de recuar até ao Big Bang.

In the instant the universe was created,

No momento em que foi criado o universo,

a huge amount of energy was transformed into mass,

uma quantidade enorme de energia foi transformada em massa

and our initial universe contained

e o nosso universo inicial

equal amounts of matter and antimatter.

continha uma quantidade igual de matéria e antimatéria.

But just a second later,

Mas, apenas um segundo depois,

most matter and all of the antimatter

a maior parte da matéria e toda a antimatéria

had destroyed one another,

destruíram-se uma à outra,

producing an enormous amount of radiation

produzindo uma enorme quantidade de radiações

that can still be observed today.

que ainda hoje se observam,

Just about 100 millionths

Cerca de 100 milionésimas

of the original amount of matter stuck around

da quantidade original de matéria permaneceram

and no antimatter whatsoever.

mas nenhuma antimatéria.

"Now, wait!" you might say,

"Espera aí!", poderão dizer,

"Why did all the antimatter disappear

"Porque é que desapareceu toda a antimatéria

and only matter was left?"

"e só sobrou matéria?"

It seems that we were somehow lucky

Parece que tivemos a sorte

that a tiny asymmetry exists

de existir uma pequena assimetria

between matter and antimatter.

entre a matéria e a antimatéria.

Otherwise, there would be no particles at all

Caso contrário, não haveria nenhumas partículas

anywhere in the universe

em parte alguma do universo

and also no human beings.

e, portanto, também não haveria seres humanos.

But what causes this asymmetry?

Mas o que causa essa assimetria?

Experiments at CERN are trying to find out the reason

Experiências no CERN estão a tentar descobrir a razão

why something exists

por que é que existe qualquer coisa

and why we don't live in a universe

e por que é que não vivemos num universo

filled with radiation only?

cheio apenas de radiações.

But, so far, we just don't know the answer.

Mas, até agora, não conhecemos a resposta.