Físicos encontram mais indícios de que matéria e antimatéria possam existir simultaneamente

Há quase 80 anos, um físico teórico italiano, Ettore Majorana, propôs que uma partícula poderia existir como matéria e antimatéria ao mesmo tempo.

 Chamados de férmions de Majorana, esse misterioso estado da matéria levou a uma década de procura por evidências, com cientistas desesperados para encontrar a primeira prova real de sua existência. No entanto, no início deste ano, isso de fato pode ter acontecido, de acordo com informações da Science Alert.

Físicos na China disseram ter descoberto que um tipo indescritível de quasipartícula pode se comportar como os férmions de Majorama. Se comprovada, a descoberta poderá finalmente nos ajudar a entender o fenômeno.

Ettore Majorana, em 1937, previu que o um tipo de partícula, chamada de férmion, poderia agir como sua própria antipartícula. No modelo padrão da física, cada partícula possui uma antipartícula. Esta última, por sua vez, é geralmente de mesma massa, mas de energia oposta à de sua companheira. Até mesmo as eletricamente neutras possuem antipartículas, como os nêutrons, que são feitos de quarks e os antinêutrons, que são feitos de antiquarks.

Em casos mais raros, uma partícula sem massa e carga pode atuar como sua própria antipartícula, com apenas alguns exemplos identificados até agora, incluindo os fótons, grávitons hipotéticos e WIMPs.

Logo, se de fato existirem, os férmions de Majorana se enquadrarão nesta última categoria. Ainda, se formos capazes de encontrá-los e aproveitá-los, poderíamos mudar tudo em relação às ações de gravação e processamento de informações na próxima geração de computadores quânticos. 

Conforme observado em 2012 pelo físico Leonid Rokhinson, da Universidade de Purdue, “a busca por esta partícula é para os físicos da matéria condensada como a busca do bóson de Higgs foi para os físicos de partículas de alta energia. Trata-se de um objeto muito peculiar, porque é um férmion, como sua própria antipartícula sendo de massa e carga zero”.

Diferente dos computadores convencionais, que usam bits de 0 e 1, os quânticos utilizam bits quânticos que podem existir em um estado de 0 e 1, ou uma sobreposição de ambos. O problema, no entanto, é que a construção desses modelos é extremamente difícil. Logo, os físicos acreditam que os férmions de Majorana poderia ser a chave para resolver isso.

Segundo Rokhinson, as informações poderiam ser armazenadas não em partículas individuais, mas em sua configuração relativa, de modo que, se uma partícula for forçada um pouco além de uma força local, não faria a menor diferença. “Enquanto que o ruído local não é forte o suficiente para alterar a configuração global de um grupo de partículas, a informação pode ser mantida”, disse. “Ele oferece uma maneira inteiramente nova de lidar com a informação”.

Em abril deste ano, uma equipe de pesquisadores do Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, EUA, descobriu a primeira prova real da existência dos férmions de Majorana, encontrada em uma quasipartículas.

Diferente das regulares, que são objetos físicos que compõem um átomo, as quasipartículas são entidades com algumas características distintas, sendo constituída por um agrupamento de múltiplas partículas. Enquanto que encontrar um férmion de Majorana em uma quasipartícula é uma coisa, outra bem diferente é encontrá-lo em uma partícula.

Dessa forma e mais recentemente, os físicos da Academia Chinesa de Ciências disseram ter identificado um outro tipo de quasipartículas que se comporta como os férmions de Majorana, que foi chamado de Majorana de Modos Zero (MZMs). A equipe conseguiu sintetizar essas quasipartículas dentro de uma simulação quântica, manipulando-as de maneiras que pudessem trabalhar dentro de um sistema de computador quântico. Eles mostraram ser capazes de reter informações codificadas em seu modo MZM, mesmo quando erros e ruídos foram aplicados ao sistema.

Os resultados do estudo, publicados pela revista Nature Communications, se replicados em condições experimentais, poderiam fornecer um novo candidato para a teoria de Majorana, bem como significaria um grande passo para a construção de computadores quânticos no futuro.

[ Science Alert ] [ Foto: Reprodução / Pixabay ]