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| Em algum lugar no tempo, as partículas de matéria dominaram a antimatéria em quantidade. Créditos: Felipe Sérvulo |
A Teoria do Big Bang indica que, nos primórdios da história do nosso universo, toda a matéria e energia do universo conhecido (e possivelmente para além dele) foi compactado juntos em um espaço microscópico, um átomo primordial. Com alguns ajustes de modificações como a teoria da inflação, a Teoria do Big Bang explica como o universo se expandiu a partir deste ponto em sua forma atual.
Mas há um mistério dentro desse átomo primordial que a própria teoria não pode explicar. Porque, por algum motivo, este átomo primordial era composto de mais matéria do que antimatéria? Se houvesse quantidades iguais de matéria e antimatéria condensados juntos nesse universo primordial, ele teria se aniquilado, e nós seriamos composto por um universo de energia, em vez de um universo de matéria. É por conta dessa IMPERFEIÇÃO que hoje somos feitos de matéria bariônica. Isso teve que ocorrer para que tudo seja feito do jeito que é no cosmos.
A explicação mais simples para onde o átomo primordial surgiu é que ele apareceu como uma espécie de flutuação quântica aleatória, um pedaço de energia do vácuo ou partículas virtuais, que se desenvolveu em um universo próprio. Mas se fosse energia espontânea de formação do vácuo, então seria de esperar quantidades aproximadamente iguais de matéria e antimatéria nessa situação… e, mais uma vez, a aniquilação ocorreria e faria um universo muito plano.
O que é antimatéria?
Sob a teoria da inflação, o espaço é tão imensamente grande que uma opção apresenta-se logicamente: de que vivemos em uma região de matéria-dominante do universo, e há, talvez, outras partes dominantes antimatéria do universo que estão tão longe de nós que não podem ser observadas. Se o universo é de fato virtualmente infinito de tamanho, e contém um multiverso de universos alternativos, alguns desses universos distantes consistiriam-se da substância que chamamos de antimatéria. (Nessas regiões, é claro, este material seria considerado matéria comum, e seria nossa forma de matéria, que é a antimatéria!).
O problema com essa explicação é que ele mantém a resposta para sempre escondida da vista, e os físicos gostam de procurar respostas nas quais podem encontrar evidências em laboratório. Explicações que propõem a criação da porção maior de matéria do que antimatéria foi realmente criado dentro da queda universo primitivo sob a chamada era “bariogênese”.
Uma possível explicação da bariogênese, publicada em fevereiro 2015 na revista Physics Review Letters , sugere que ela poderia ser o campo de Higgs, que é responsável. Essa explicação requer uma partícula chamada Fermion de Marojana – especificamente, um neutrino de Majorana. No modelo sugerido, as partículas universo primitivo teria transformado em neutrinos Majorana (permitidos pelas leis da física quântica), mas se o campo de Higgs resultou em neutrinos ordinários, sendo mais leves que o antineutrino, então quando eles deterioraram, voltaram a ser férmions comuns, que teriam sido muito mais propensos a “escolher” a forma mais leve da partícula. Esta explicação tem a vantagem de ser algo que pode ser detectável dentro das propriedades do campo de Higgs, uma vez que é explorado em maior detalhe no Grande Colisor de Hádrons.