Físicos Observam "Átomo" de Antimatéria Agindo Como Onda em Descoberta Inédita

Uma das descobertas mais definidoras da física quântica é a dualidade onda-partícula, o princípio de que partículas podem se comportar como ondas em escalas extremamente pequenas. Embora esse fenômeno já tenha sido comprovado em elétrons, nêutrons e até moléculas maiores, ele nunca havia sido observado diretamente no positrônio. O positrônio é um sistema raro e de vida curta, composto por um elétron e seu equivalente de antimatéria, um pósitron, que orbitam um centro de massa compartilhado.

Agora, uma equipe de pesquisa da Tokyo University of Science, no Japão, liderada pelo Professor Yasuyuki Nagashima, com a participação do Professor Associado Yugo Nagata e do Dr. Riki Mikami, alcançou esse objetivo. Os resultados, publicados na revista Nature Communications, demonstraram com sucesso a difração de ondas de matéria em um feixe de positrônio.

Para realizar o feito, os cientistas criaram um feixe de positrônio altamente controlado e coerente. Eles geraram íons de positrônio com carga negativa e usaram um pulso de laser perfeitamente sincronizado para remover um elétron extra. O fluxo neutro resultante foi direcionado contra uma fina folha de grafeno em um ambiente de ultra-alto vácuo. Ao passar pelo grafeno, os átomos de positrônio revelaram um padrão claro de difração.

O experimento comprovou que o elétron e o pósitron não sofrem difração separadamente; em vez disso, o positrônio age em conjunto, como um único objeto quântico unificado.

Além de confirmar as propriedades quânticas desse sistema peculiar, a descoberta tem aplicações práticas promissoras na ciência dos materiais. Como o positrônio não possui carga elétrica, ele pode ser usado para analisar superfícies de materiais sensíveis, como isolantes ou materiais magnéticos, sem causar danos. No futuro, a interferência do positrônio também poderá viabilizar experimentos inéditos para testar como a gravidade afeta a antimatéria, uma questão que permanece sem resposta na física moderna.

Fonte: Tokyo University of Science / ScienceDaily. Baseado no artigo "Observation of positronium diffraction" (Nature Communications, 2025).