Espectroscopia a laser de anti-hidrogênio

Claudio Lenz Cesar

Instituto de Física da Universidade Federal do Rio de Janeiro

 

RESUMO

Apresentaremos os desenvolvimentos dos experimentos ATHENA e ALPHA, do Centro Europeu de Pesquisas Nucleares (CERN), localizado em Genebra (Suíça), os quais nos levaram à primeira formação de um antiátomo a baixas energias, seguido por seu aprisionamento, o que permitiu a realização da primeira excitação a laser de um antiátomo.

A comparação espectral entre hidrogênio (H) e anti-hidrogênio (anti-H) na transição 1s-2s pode atingir partes em 10^12 já este ano, tendo o potencial de chegar a partes em 10^15 e além, nos próximos anos.

Essa medida tem o potencial de se tornar um dos testes diretos mais precisos da simetria de CPT (carga, paridade, tempo) já realizadas. Para atingir precisões além de 13 algarismos significativos, efeitos sistemáticos têm que ser estudados com muito cuidado.

Com vistas a isso, desenvolvemos, na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), uma técnica que gera feixes frios de hidrogênio (entre outras espécies atômicas e moleculares), a qual tem o potencial de permitir o aprisionamento de H na mesma armadilha magnética que o anti-H. No Colóquio, discutiremos esses temas e detalhes da espectroscopia de anti-H.

 

 O físico Claudio Lenz Cesar, que faz colóquio nesta terça (21), no CBPF, às 16h,

sobre espectroscopia a laser do anti-hidrogênio (Crédito: Arquivo pessoal)

 

BREVE CV

Claudio Lenz Cesar é professor titular no Instituto de Física da UFRJ, onde foi chefe do Departamento de Física Nuclear. Foi professor titular no Centro Federal de Educação Tecnológica do Ceará (hoje, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará, IFCE), professor colaborador no Departamento de Física da Universidade Federal do Ceará (UFC) e visitante do Departamento de Física da Universidade Federal de Pernambuco (UFPE).

É técnico pela Escola Técnica Federal do Ceará (hoje, IFCE) e graduou-se pela UFC. Começou o mestrado na Universidade Estadual de Campinas (SP), terminando-o na UFPE, sob orientação de José Roberto Rios Leite. Doutorou-se pelo MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, sob orientação de Daniel Kleppner.

Algumas distinções: é pesquisador IC pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); bolsista ‘Cientista do Nosso Estado’, pela Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (Faperj); foi listado entre “50 brasileiros que mudaram a regra do jogo”, pela revista Veja (Editora Abril), no 'Especial Pioneiros' (31/08/2011); proferiu a Aula Magna do Instituto de Física de São Carlos, da Universidade de São Paulo (IFSC/USP), em 2011, e no Departamento de Física da UFC; foi listado entre "Os 30 Cearenses mais influentes - 2012", revista Fale; proferiu palestra no TEDx-Fortaleza.

É membro fundador da Colaboração ALPHA, no CERN, e de sua anterior, ATHENA. Desenvolveu a técnica ‘MISu” (Matrix Isolation Sublimation), que produz feixes frios de átomos e moléculas. Obteve o recorde de resolução da espectroscopia a laser na transição 1s-2s em hidrogênio, em armadilha magnética a 400 microkelvin.

No grupo ATHENA e ALPHA, obteve a primeira produção de anti-hidrogênio frio, considerada o “maior breakthrough da física” de 2002 pela revista Physics World. Seu aprisionamento de 2010 foi também listado como “maior breakthrough” tanto pela Physics World quanto Nature, American Institute of Physics etc.

Ano passado, no grupo ALPHA, realizou a primeira excitação a laser de um antiátomo.

É responsável pelo laboratório LASER, criado no primeiro Pronex do Brasil, em associação com o grupo teórico do físico da UFRJ Luiz Davidovich. Foi chairman das conferências PSAS-2004 e PSAS-2014 (Precision Physics with Simple Atomic Systems). Orientou oito mestrados, cinco doutorados e três pós-doutorados, além de vários alunos de iniciação científica (IC).

Atualmente, tem dois doutorandos e três alunos de IC – e anda sempre à busca de bons alunos que gostem de um bom desafio científico.