¿Dónde desaparece la antimateria?

¿Dónde desaparece la antimateria?

El brillo del láser puede ayudar a resolver el misterio de por qué hay menos antimateria en el Universo que la materia ordinaria.

Por primera vez, los físicos han demostrado que los átomos de antimateria parecen emitir la misma luz que los átomos de la materia ordinaria. Un estudio más preciso ayudará a resolver el misterio de por qué la antimateria es menor.

Para cada partícula de materia ordinaria, hay una partícula de antimateria similar con la misma masa, pero la carga eléctrica opuesta. Por ejemplo, el positrón y el antiprotón son antipartículas de un electrón y un protón.

Cuando una partícula se encuentra con una antipartícula, se destruyen unas a otras, emitiendo una corriente de energía. Un gramo de antimateria aniquila un gramo de sustancia y libera alrededor de dos reservas de energía, derivadas de lanzar una bomba atómica sobre Hiroshima. (No se preocupe por el peligro, ya que los científicos aún están muy lejos de crear un gramo de antimateria).

Sigue siendo un misterio por qué hay más materia que antimateria. El modelo estándar de la física de partículas elementales (la mejor descripción de cómo se comportan los bloques de construcción del Universo) sugiere que el Big Bang debería haberlos creado en números iguales.

A los científicos les gustaría aprender más sobre la antimateria, ver las diferencias en su comportamiento y entender por qué es tan pequeño. Uno de los experimentos clave será el uso de láseres para los átomos de antimateria, que pueden absorber y emitir luz de la misma manera que los átomos de la materia ordinaria. Si los átomos de antihidrógeno emiten un espectro de luz diferente al de los átomos de hidrógeno, estas diferencias espectrales crearán ideas sobre otras razones de su diferencia. Por primera vez, los investigadores utilizaron láseres para realizar análisis espectrales de átomos de antihidrógeno.

"Lo llamaría el santo grial de la física de la antimateria", dijo el coautor del estudio Jeffrey Hungst, físico de la Universidad de Aarhus en Dinamarca. "He estado trabajando durante más de 20 años para que esto suceda, y el proyecto finalmente se ha lanzado".

Los científicos han experimentado con el antihidrógeno, que es el átomo más simple de la antimateria, ya que el hidrógeno es el átomo más simple de la materia ordinaria, que consiste en un antiprotón y un positrón.

La minería de una cantidad suficiente de antimateria para la experimentación ha resultado difícil. Para crear átomos de antihidrógeno, los científicos mezclaron aproximadamente 90,000 antiprotones con 1.6 millones de positrones (antielectrones), que dieron aproximadamente 25,000 átomos de antihidrógeno. Para el experimento, se utilizó el aparato ALPHA-2: un generador de antimateria y un sistema de captura ubicado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) en Suiza.

Después de crear átomos, debes "mantenerlos muy cuidadosamente", dijo Khangst. El antihidrógeno es eléctricamente neutro y, por lo tanto, no puede mantenerse en su lugar por medio de campos eléctricos, y "debe mantenerlo alejado de la materia, porque necesita condiciones de vacío". La mejor temperatura de la antimateria es cercana al cero absoluto (menos 459.67 grados Fahrenheit o menos 273.15 grados Celsius), por lo que es lento y más fácil de mantener. Los científicos tienen antihidrógeno en campos magnéticos muy fuertes. "Ahora logramos mantener unos 15 átomos de antihidrógeno", dice Hungst.

Luego actúan con láser antihidrógeno, causando que los átomos liberen luz. Los científicos midieron el espectro - 10 al décimo grado.

Ahora los espectros de luz de hidrógeno y antihidrógeno son similares entre sí. Sin embargo, una medición más precisa ayudará a identificar las diferencias entre materia y antimateria, lo que podría descubrir el misterio de la pérdida de antimateria y conducir a cambios revolucionarios en el modelo estándar. "Podemos cambiar las reglas de trabajo", dice Hungst.

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