Principal diferença - antimatéria vs. matéria escura

O conceito de matéria é um dos conceitos mais antigos da física. Na ciência moderna, existem quatro tipos de matéria: matéria comum, antimatéria, matéria escura e matéria negativa. Portanto, a compreensão da matéria na física moderna é um tanto complexa. A antimatéria não é um conceito hipotético. Antipartículas e partículas foram criadas em quantidades iguais após o big bang, quando o universo começou a esfriar. Além disso, os cientistas podem criar antipartículas artificialmente colidindo partículas carregadas de alta energia. Sempre que as antipartículas e suas partículas ou antimatéria e sua matéria se encontram, elas se aniquilam convertendo sua massa total em energia de acordo com a equação de Einstein E = mc². Matéria escura, por outro lado, ainda não foi observado diretamente. No entanto, evidências muito fortes observadas confirmam a existência de matéria escura. Isto é o principal diferença entre a antimatéria e a matéria escura. Este artigo tenta dar uma explicação clara da antimatéria e da matéria escura e a diferença entre elas.

O que é Antimatéria

A antimatéria é simplesmente o oposto da matéria comum. A antimatéria é composta de antipartículas, enquanto a matéria comum é composta de partículas. A massa de uma determinada partícula e sua antipartícula é a mesma, mas algumas das características como a carga, o momento magnético, o spin, o número bárion e o número leptônico têm sinais opostos.

O aspecto moderno da antimatéria começou com a previsão de Paul Dirac em 1928. Sua teoria previa a possibilidade da existência de uma partícula com a mesma massa de um elétron, mas com carga igual e oposta. Essa previsão foi confirmada por Carl D. Anderson em 1932, que descobriu a antimatéria, a contraparte do elétron chamado pósitron (antielétron), enquanto investigava os raios cósmicos. Esta foi a primeira antipartícula descoberta.

De acordo com o modelo padrão, cada partícula de matéria comum possui uma antipartícula equivalente. Além disso, cada quark tem uma contraparte de antimatéria chamada antiquark. Por exemplo, as antipartículas do elétron, próton e nêutron são os pósitrons, antipróton e antineutron, respectivamente.

O antiatoma mais simples possível é o anti-hidrogênio, que é composto de um antipróton e pósitron. Embora os cientistas ainda não consigam criar antinúcleos mais pesados ​​que o anti-hélio, qualquer núcleo antiatomático complexo é possível, de acordo com os princípios da física.

De acordo com as teorias, a antimatéria interage por meio de todas as quatro interações fundamentais: gravitacional, eletromagnética, nuclear forte e interações fracas. Portanto, a antimatéria também dobra o espaço-tempo, assim como a matéria comum faz.

O que é Dark Matter

Embora a matéria escura não tenha sido descoberta, evidências muito fortes foram observadas que confirmam a existência de matéria escura. Algumas observações confirmam que uma vasta quantidade de matéria deve estar lá do que aquela que observamos no universo. Como exemplo de suporte para a existência de matéria escura, podemos considerar as galáxias espirais. A velocidade de rotação de uma galáxia espiral depende de sua massa. Quanto maior a massa, maior a velocidade. Como os cientistas observaram, as velocidades de rotação da maioria das galáxias espirais, incluindo a Via Láctea, são muito mais rápidas do que as velocidades esperadas. Simplesmente, a massa dessas galáxias deve ser muito maior do que a massa que observamos. Essa massa invisível, inobservável ou ausente é teoricamente considerada matéria escura.

De acordo com as teorias, a matéria escura interage apenas por meio de interações gravitacionais e fracas. Portanto, sua influência gravitacional é observável. Mas a matéria escura não pode ser vista e é difícil de detectar, pois não interage por meio de interações eletromagnéticas e fortes.

Diferença entre antimatéria e matéria escura

Interações fundamentais:

Tipo de assunto	Interação gravitacional	Interação fraca	Interação forte	Interação eletromagnética
Antimatéria	Existe	Existe	Existe	Existe
Matéria escura	Existe	Existe	Não	Não

Existência:

Antimatéria: Antipartículas foram descobertas e podem ser criadas artificialmente pela colisão de partículas carregadas de alta energia. O anti-hidrogênio e o anti-hélio também foram produzidos artificialmente.

Matéria escura: Até agora, a matéria escura não foi observada. Mas as evidências estão aí. Portanto, o conceito de matéria escura ainda é teórico.

Abundância:

Antimatéria: De acordo com algumas teorias, antipartículas e partículas foram criadas em quantidades iguais após o big bang. No entanto, o universo que observamos hoje é quase totalmente livre de antimatéria. Uma quantidade muito pequena de antimatéria existe no universo. O motivo do desaparecimento da antimatéria ainda é desconhecido.

Matéria escura: De acordo com os cálculos teóricos, a quantidade de matéria escura é muito maior do que a da matéria comum no universo.

Cortesia de imagem:

“Dark matter” por NASA, ESA, M.J. Jee e H. Ford (Johns Hopkins University) - (Domínio Público) via Commons Wikimedia