Estamos todos aqui apenas porque a realidade é um reflexo imperfeito de si mesma. Devido à falta de simetria no universo, muita matéria está disponível para se aglutinar nos bilhões de galáxias que vemos hoje.
Por quase uma década, os cientistas têm coletado dados do experimento de física de partículas Tokai to Kamioka (T2K) no Japão. Eles se tornaram a evidência mais convincente de desequilíbrio, o que pode ajudar a explicar por que a matéria não desapareceu no momento em que surgiu.
O estudo procurou diferenças significativas em como as partículas quase sem massa chamadas de neutrinos mudam de forma em comparação com sua partícula “espelho”, antineutrinos.
Ironicamente, os neutrinos são tão pequenos que quase não existem, eles deslizam pela maioria das outras partículas sem interagir. Mas o que falta é compensado em grandes quantidades, ocorrendo um bilhão de vezes mais do que partículas que se acomodam para formar átomos.
Na verdade, essa abundância de neutrinos, misturada com seu comportamento estranho e propriedades mutáveis, atrai físicos em busca de uma explicação para tudo, desde a matéria escura até o aparente desequilíbrio nos tipos de partículas que vemos ao nosso redor.
Há muito tempo, quando o universo ainda era uma desordem quente compactada em um espaço minúsculo (mas em expansão), a condensação de energia em partículas deveria ter produzido pares de partículas com propriedades opostas.
Isso significa que elétrons carregados negativamente apareceram ao lado de gêmeos antimatéria carregados positivamente, chamados pósitrons. Visto que a matéria em combinação com a antimatéria desaparece no feixe de radiação, o espaço não deve ser preenchido com nada mais essencial do que ondas de luz.
Este não é obviamente o caso. Pelo menos não realmente. Partículas de matéria suficientes se juntaram ao redor deles para criar coisas como estrelas, cometas, bombas e clipes de papel.
“Quantidades iguais de matéria e antimatéria foram criadas no início do universo, então uma questão importante na cosmologia é como chegamos ao universo que vemos hoje, onde a matéria é dominante”, disse a física experimental Lindsay Bignell da ANU na Austrália.
“Ainda não temos uma visão completa de como isso aconteceu, mas sabemos que a quebra de simetria é um componente necessário”, diz Bignell.
Simetria significa troca de carga e paridade, mudanças de partículas que ocorrem em oposição. Por exemplo, cargas positivas tornam-se negativas quando as partículas se tornam antipartículas. Quanto à paridade, esta é uma mudança de coordenadas, não muito diferente do fato de que sua mão esquerda é uma imagem espelhada da direita.
A massa de dados neste estudo significa que podemos estar mais confiantes do que nunca de que quebrar essa simetria crítica é o que está por trás do padrão observado em neutrinos oscilantes.
Ainda estamos longe de uma resposta definitiva à questão de por que a matéria existe como existe, e teremos que esperar por experimentos futuros para determinar se essa violação em particular ajudará a explicar isso. Do contrário, talvez tenhamos de esperar por uma física completamente nova.
Este estudo foi publicado na revista Nature.
Fontes: Foto: Detector Super Kamiokand Neutrino. (Observatório Kamioka / ICRR / Universidade de Tóquio)
