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A direção em que a antimatéria cai

17.11.2018

Do curso de física da escola, sabemos que um martelo e a pena mais leve, colocados no vácuo, cairão à superfície no mesmo instante. Isso foi claramente demonstrado pelos astronautas americanos da missão Apollo 15, e agora os cientistas da organização europeia de pesquisa nuclear CERN estão planejando adicionar um elemento exótico a este experimento simples, eles vão "jogar" partículas de antimatéria em uma câmara de vácuo e observar os efeitos das forças gravitacionais sobre eles. E é bem possível que a antimatéria "caia" devido à sua antinatureza.

Em nosso mundo, cada partícula elementar tem um par que lhe corresponde em todos os parâmetros, exceto na carga elétrica oposta. Se uma partícula comum e uma antipartícula colidem no espaço, elas se cancelam, transformando-se em energia pura. Naturalmente, tal propriedade da antimatéria torna difícil obtê-la, armazená-la e estudá-la. Em 2010, os cientistas do CERN conseguiram capturar e estudar magneticamente a antimatéria, mesmo que o tempo de armazenamento da antimatéria fosse apenas uma fração de segundo. Mas no ano seguinte, o tempo de retenção de antimatéria em uma armadilha foi aumentado para 16 minutos.

As teorias físicas existentes prevêem que as forças gravitacionais devem agir na antimatéria exatamente da mesma maneira que na matéria normal. Mas essa suposição deve ser testada na prática, porque mesmo pequenos desvios da teoria da prática podem fazer grandes mudanças no Modelo Padrão existente da física de partículas. Como parte de tais experimentos de "verificação", há vários anos, um grupo de cientistas do CERN estudou o espectro óptico do anti-hidrogênio e descobriu que esse espectro é absolutamente idêntico ao espectro do hidrogênio normal.

Outra questão fundamental é como a antimatéria reage às forças da gravidade. De acordo com a teoria, partículas de antimatéria deveriam cair em um campo gravitacional da mesma forma que partículas de matéria comum. Mas há uma chance em um milhão de que partículas de antimatéria caiam na direção oposta. E isso só pode ser conhecido liberando a antimatéria do "abraço" da armadilha eletromagnética que a segura.

O problema da antimatéria e da gravidade será estudado em dois experimentos nos quais, imediatamente após o recebimento das partículas de antimatéria, as armadilhas magnéticas que as retêm serão desligadas. E sensores sensíveis registrarão explosões de energia e sua posição exata. Com base nos dados obtidos, os cientistas calcularão a trajetória do movimento das partículas de antimatéria e medirão a magnitude dos efeitos das forças gravitacionais sobre elas.

A principal diferença entre os dois experimentos é o método de obtenção da antimatéria e sua preparação para ser lançada em queda livre. O primeiro dos experimentos, ALPHA-g, baseia-se no hardware já existente do experimento ALPHA, que permite aos cientistas criar e capturar antimatéria. Os antiprótons são produzidos usando o Antiproton Decelerator (AD) e combinados com pósitrons para criar átomos de anti-hidrogênio neutros. É a natureza neutra dos átomos de anti-hidrogênio que torna possível evitar a influência de outras forças sobre ele e medir com precisão a influência das forças gravitacionais.

O segundo experimento, GBAR, pega antiprótons do moderador ELENA e os combina com pósitrons de um pequeno acelerador linear. Antiprótons (íons anti-hidrogênio) são resfriados a 10 microkelvins e convertidos em átomos neutros com a ajuda de luz laser. Os anti-átomos resultantes caem em uma armadilha preparada, onde são mais estudados.

Infelizmente, esses experimentos levam muito tempo para serem concluídos. E a situação é agravada pelo fato de que em poucas semanas os aceleradores do CERN serão fechados novamente por dois anos, durante os quais serão radicalmente atualizados, o que levará à transformação do atual Grande Colisor de Hádrons em uma instalação de próxima geração, o Large Hadron Collider com alto brilho (High-Luminity Large Hadron Collider, HL-LHC). Mas os cientistas dos experimentos GBAR e ALPHA-g esperam que o tempo restante seja suficiente para eles realizarem a parte experimental da pesquisa, e será possível processar os dados coletados neste caso um pouco mais tarde.

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Notícias aleatórias do Arquivo

A taxa máxima de transferência de dados em redes 5G foi determinada 24.06.2015

A União Internacional de Telecomunicações (UIT) desenvolveu um roteiro comum para o desenvolvimento de redes móveis de quinta geração (5G).

É relatado que o trabalho será realizado como parte do programa IMT-2020. Esta designação foi escolhida como uma adição à família ITU de padrões globais para sistemas de telecomunicações móveis existentes, IMT-2000 e IMT-Advanced, que servem de base para todas as redes da terceira (3G) e quarta (4G) gerações, respectivamente. .

O próximo passo no desenvolvimento de serviços 5G será o desenvolvimento de requisitos detalhados de desempenho para sistemas de rádio, levando em consideração as necessidades de uma ampla gama de cenários futuros e casos de uso. Além disso, está prevista a definição de critérios para avaliação de tecnologias de interface de rádio candidatas que serão incluídas na família IMT-2020.

Espera-se que as primeiras redes 5G comerciais estejam operacionais em 2020. Eles têm uma taxa máxima de transferência de dados de 20 Gbps. Esses sistemas levarão a serviços de vídeo de última geração, bem como aplicativos inovadores em tempo real.

Refira-se que a capacidade das redes 5G permitirá servir mais de um milhão de dispositivos de Internet das Coisas numa área de 1 km2 com velocidade média superior a 100 Mbps.

Uma demonstração das capacidades dos serviços 5G está planejada para ser realizada nos próximos Jogos Olímpicos de Inverno, que serão realizados de 9 a 25 de fevereiro de 2018 em Pyeongchang, República da Coreia.

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