Em um laboratório da Northwestern University, em Evanston (Illinois), Gerald Gabrielse e sua equipe conseguiram fazer algo que parecia impossível: manter um único pósitron — a partícula de antimatéria equivalente ao elétron — suspenso no vácuo, resfriado a quase zero grau absoluto, por meses a fio. O resultado, publicado na Physical Review Letters em 21 de outubro de 2026, não é apenas um recorde de durabilidade. É o nascimento de um novo instrumento de medição que pode, enfim, responder à pergunta que tem perseguido a física fundamental por oito décadas: por que o universo é feito de matéria?
O pósitron é, por definição, a imagem especular do elétron. Tem a mesma massa, a mesma carga, mas sinal oposto — e quando entra em contato com um elétron, os dois se aniquilam em uma explosão de energia. Essa propriedade, longe de ser apenas uma curiosidade de laboratório, é exatamente o que torna o pósitron tão difícil de estudar: ele desaparece ao tocar qualquer superfície. Durante décadas, os físicos puderam produzir pósitrons em quantidades consideráveis — o cobalto-22, por exemplo, emite um a cada decaimento —, mas manipular uma única partícula o tempo suficiente para medições de precisão era considerado impraticável.
O grupo de Gabrielse contornou esse obstáculo com uma arquitetura em três etapas. Primeiro, os pósitrons emitidos por uma fonte radioativa de sódio-22 são acelerados através de uma rede cristalina de tungstênio friíssimo. Cada colisão faz a partícula perder parte da energia cinética que carregava. Ao emergir do outro lado, está significativamente mais lenta — e com uma probabilidade reduzida de aniquilação. Em segundo lugar, a partícula é guiada por campos eletromagnéticos para uma câmara de vácuo quase perfeita. Por fim, o interior do trap é resfriado a 300 milikelvins — apenas 0,3 graus acima do zero absoluto — até atingir seu estado quântico fundamental.
O que se obteve nesse estado é um "ciclótron quântico de um único pósitron": uma partícula individual que se comporta essencialmente como um átomo artificial, com níveis de energia quantizados que os pesquisadores podem controlar e observar com precisão.
O objetivo final do experimento é medir o momento magnético do pósitron — a intensidade e a orientação do campo magnético que a partícula gera — com uma precisão nunca alcançada. O Modelo Padrão da física de partículas prevê que o momento magnético do pósitron e do elétron devem ter valores exatamente iguais, mas em sentido oposto. Se as medições revelarem qualquer diferença, mesmo que mínima, o Modelo Padrão estará quebrado — e os físicos terão um ponto de partida concreto para reconstruir a teoria.
Mas a motivação vai além da vaidade teórica. A assimetria matéria-antimatéria é, sem dúvida, um dos maiores problemas não resolvidos da física moderna. Quando o universo nasceu, o Big Bang deveria ter produzido quantidades iguais de matéria e antimatéria. Se isso fosse verdade, toda a matéria e toda a antimatéria se teriam aniquilado mutuamente e não haveria universo para observar. O fato de existir algo — estrelas, planetas, você — significa que alguma diferença sutil entre os dois tipos de partícula permitiu que a matéria "vencesse". Descobrir qual é essa diferença é o Santo Graal da cosmologia de partículas.
É importante deixar claro: o experimento atual não mediu o momento magnético do pósitron com a precisão necessária para testar o Modelo Padrão. Ele demonstrou que pode ser medido dessa forma. O pósitron foi mantido por meses, sim, mas as medições de precisão ainda estão por vir. Os pesquisadores planejam determinar duas grandezas: a energia necessária para inverter o sentido de spin do pósitron e a energia necessária para fazê-lo saltar de seu estado fundamental para seu primeiro estado excitado. A razão entre essas duas energias é exatamente o momento magnético.
O que torna o método promissor é a estabilidade. Em experimentos anteriores, os pósitrons eram produzidos em plasmas e confinados por curtos períodos, impedindo medições de longo prazo. O "trap" da Northwestern, pelo contrário, não toca na partícula — ela flutua no centro do vácuo, suspensa por campos eletromagnéticos invisíveis. Isso elimina qualquer chance de aniquilação por contato e permite que o pósitron seja observado indefinidamente, desde que o equipamento continue funcionando.
A Northwestern não é o único lugar onde se estuda antimatéria. No CERN, a experiência ALPHA produziu e analisou mais de 24.000 átomos de antihidrogênio em 2026, medindo sua estrutura hiperfina com precisão de 12 dígitos significativos — uma melhoria de cem vezes em relação às medições anteriores. Em maio de 2026, a colaboração ALPHA publicou na Nature o resultado mais preciso já obtido para a splitting hiperfina do estado fundamental do antihidrogênio. Outras experiências no CERN — AEGIS, ASACUSA, BASE, GBAR e PUMA — estudam propriedades fundamentais do antipróton e do antihidrogênio, testando se a gravidade age de forma diferente sobre a antimatéria.
O método da Northwestern é complementar: em vez de estudar átomos inteiros de antihidrogênio, isola o componente mais simples da antimatéria — o pósitron — e o mantém em um estado tão controlado que permite medições quânticas de primeira ordem. Se os resultados de precisão confirmarem ou refutarem as previsões do Modelo Padrão, será a primeira evidência direta de física além dele em décadas.
O pósitron foi produzido em laboratórios desde 1932, quando Carl Anderson o observou pela primeira vez em trilhas de raios cósmicos em chapas fotográficas. Oitenta anos depois, ainda não sabemos por que o universo existe. Este pósitron aprisionado pode, enfim, conter a resposta.
Fontes: Northwestern Now, Scientific American, Nature
✓ Fontes independentes cruzadas e verificadas antes da publicação
