Por Igor Vieira
Em um laboratório no Instituto de Física, em um local quase despercebido, uma equipe de pesquisadores mexe com dois aparelhos de aparência simples. Mas dessa falsa simplicidade e da pesquisa feita nesse discreto laboratório da UFRJ podem surgir respostas sobre a origem do universo.
São eles os sete pesquisadores do LASER, Laboratório de Super-Espectroscopia do Rio, que assinam um artigo sobre a primeira etapa do seu projeto inovador, já publicado na prestigiada revista Nature. O laboratório faz parte do experimento ALPHA, uma colaboração internacional do CERN, a Organização Europeia para a Pesquisa Nuclear.
A pesquisa do ALPHA pretende comparar as características da matéria e da antimatéria em altíssima precisão. Segundo o professor Claudio Lenz Cesar, do LASER, “caso sejam diferentes, teorias na base da Física, amplamente aceita por cientistas, seriam colocadas em xeque, revolucionando o campo da Física e da Ciência como um todo”. O professor explicou o que diz a Teoria do Big-Bang: “No início foi criada matéria e antimatéria. Porém, hoje não encontramos antimatéria primordial na natureza e no espaço. Se é verdade, onde ela está?”.
A diferença entre hidrogênio e anti-hidrogênio ainda será comprovada. “Há sim a chance de um prêmio Nobel para o experimento. Para testar isso, temos que aumentar a precisão da comparação e conseguir uma técnica para colocar hidrogênio na mesma armadilha de anti-hidrogênio no CERN”, revelou o professor. No laboratório da UFRJ, porém, há duas inovações já feitas: a Armadilha de Íons, e uma Fonte de Íons Frios obtida de maneira direta.
O professor do Instituto de Física explicou o que já foi feito e as etapas seguintes. “Com a nossa técnica de Fonte de Íons Frios, podemos gerar íons de espécies variadas de átomos e moléculas, em baixas temperaturas. A Fonte produz átomos, moléculas e íons frios e a armadilha aprisiona íons ou elétrons. Replicando isso no aparato no CERN, poderemos aprisionar o ânion (íon negativo, com elétron extra) de hidrogênio frio e depois transportá-lo para a armadilha de íons do ALPHA. Em sequência, o elétron extra é retirado, deixando hidrogênios neutros na armadilha. Assim, teríamos hidrogênio e anti-hidrogênio no mesmo ‘ambiente’, possibilitando a comparação direta”, detalhou o pesquisador.
Por enquanto, o íon de hidrogênio só é aprisionado por um segundo na UFRJ. “Aprisionar uma maior quantidade, de uma amostra mais fria ainda, e por mais tempo, é o objetivo da segunda e da terceira etapas”, anunciou Claudio.
O aparato no CERN estuda o átomo de antimatéria em até 12 casas decimais. “Almejamos atingir uma precisão maior, de 15 casas decimais. Com o anti-hidrogênio e o hidrogênio ‘presos’ na mesma armadilha e sujeitos ao mesmo laser, vamos poder comparar os dois e descobrir se eles se comportam de forma diferente ou igual em altíssima precisão”, cravou o professor.
Apesar da ansiedade para essa implementação no CERN, em 2025, o professor do IF Rodrigo Sacramento, também do LASER, afirma que o artigo já é revolucionário. “A Armadilha de Íons já existe, mas fizemos a partir de uma técnica nova. Quanto à Fonte de Íons Frios, não havia até então, no mundo, nenhuma técnica que permitisse a produção direta de ânions de diferentes átomos a baixas temperaturas”.
O tipo de armadilha construído na UFRJ, o Penning, também não existia na América Latina, atesta o professor Rodrigo. “Elas foram projetadas e construídas por pesquisadores brasileiros em solo nacional. Agora, qualquer pesquisador do país pode construir os aparelhos, sem muito custo, e utilizar para diversos fins. Inclusive na UFRJ”.
As aplicações são incontáveis: construir computadores e relógios quânticos, estudar a formação de moléculas nas condições do espaço interestelar, para pesquisas no campo da Astrofísica, Bioquímica, Física Básica, entre outros. “A ideia do artigo é mostrar como os aparelhos podem ser plurais, inclusive utilizados para pesquisas de forma que desconhecemos. Essa é a ‘graça’ de desenvolver uma nova técnica”, afirma o professor Rodrigo.
A divulgação do artigo é recente, mas a ideia foi concebida em 2020, quando o doutorando Levi Oliveira ainda estava na Iniciação Científica. “Eu ia frequentemente ao laboratório durante a pandemia fazer testes, elaborar resultados e discutir com os professores”, disse Levi, reconhecendo a confiança que os docentes depositaram nele. Para ele, a divulgação científica é essencial. “Esse trabalho é muito bom para a Ciência nacional. Nós, físicos, temos que divulgá-lo”, afirmou Levi. “Muitas vezes, as pessoas não têm noção do que está sendo feito aqui dentro”.
COMPETITIVIDADE
Em relação ao financiamento da Ciência na UFRJ e no Brasil, o professor Rodrigo utilizou o termo ‘cientificamente competitivo’. “Nós sofremos com a falta de recursos necessários, que os pesquisadores do exterior têm. Daqui a dois anos, é possível ‘pipocar’ fontes como essa mundo afora, para fazer pesquisas e testar aplicações que não temos como fazer”.
Para o professor Rodrigo, a questão da armadilha de íons se trata da soberania científica do país. “São e serão desenvolvidos sistemas lá, que, caso desenvolvidos aqui, nos colocariam em outro patamar. É importante termos alguém que faça essa tecnologia nacionalmente”. Um exemplo disso é a falta de Ingrediente Farmacêutico Ativo (IFA) durante a pandemia da covid-19, que era importado. O Brasil sofreu com a escassez”.
Outro exemplo é o computador quântico, inexistente no hemisfério Sul. “As empresas e governos dos países ricos estão desenvolvendo esses computadores, capazes de cálculos extremamente complexos para, por exemplo, quebrar criptografias de arquivos. Essa é uma questão de interesse nacional, o país que desenvolver isso antes, poderá se proteger”, disse o pesquisador Claudio.
Os professores confirmam que o financiamento para esse trabalho é quase inteiramente de um edital temático da Faperj, de 2019. Eles concordam, no entanto, que é impressionante o que a UFRJ faz com poucos recursos. “Poderíamos fazer muito mais”, sonham os mesmos professores prestes a desvendar um dos mistérios do universo.
A íntegra do artigo pode ser conferida no site da Revista Nature: https://www.nature.com/articles/s42005-023-01228-7