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38 átomos de antimateria atrapados en el laboratorio

Un experimento en el CERN abre la puerta a los estudios del antihidrógeno con precisión

Hasta un total de 38 átomos de antihidrógeno, lo contrario del hidrógeno normal, han sido atrapados durante una décima de segundo -que en términos experimentales es mucho tiempo- en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN, junto a Ginebra). Al estar así confinados, los físicos pueden empezar a estudiar con detalle sus propiedades y ver si alguna diferencia con la materia les da una pista acerca de a dónde ha ido a parar la antimateria que se debió producir en el origen del universo.

La antimateria es igual que la materia pero al contrario, como si fuera su imagen en un espejo, partículas iguales pero con la carga eléctrica opuesta: la antipartícula del electrón, con carga negativa, es el positrón, con carga positiva. Su existencia fue predicha por el genial físico británico Paul Dirac en 1931 y se descubrió experimentalmente poco después. Hoy en día trabajar con antipartículas no es ya un exotismo científico y se aprovechan, por ejemplo, en instrumentos médicos como los de tomografía por emisión de positrones. Hay más: las teorías cosmológicas indican que en la gran explosión inicial se produjo igual cantidad de materia que de antimateria, pero nuestro mundo está hecho solo de materia. ¿Que pasó con la otra parte? La idea es que comparando la materia y su versión especular se pueden descubrir diferencias que faciliten la respuesta.

Si un átomo de hidrógeno está hecho de un protón y un electrón, el de antihidrógeno es un antiprotón y un positrón. ¿Se comportan los dos igual? Un problema en este tipo de experimentos en el laboratorio es que la materia y la antimateria se aniquilan al entrar en contacto, por lo que hay que recurrir a algún tipo de recipiente especial para contener la antimateria sin que se destruya por contacto con el contenido. La solución está en trampas magnéticas. Y este ha sido el gran avance logrado ahora por Jeffrey Hangst y el equipo Alpha del CERN, con una trampa especial de antihidrogeno que, enfriando y frenando los átomos hasta casi el cero absoluto permite confinarlos durante suficiente tiempo como para proceder a estudio detallado: además se abre la vía de la emisión controlada de los átomos de antimateria. Lo explican en la revista Nature.

"El hidrógeno es el átomo más simple y el antihidrógeno es el tipo más facil de antimateria que se puede producir en el laboratorio. Esperamos que, al comprenderlo obtengamos pistas acerca de por qué prácticamente todo en el universo conocido es materia y no antimateria", afimra Mike Charlton (Universidad de Swansea, Reino Unido), uno de los miembros del equipo.

En 1995, los físicos lograron los nueve primeros átomos artificiales de antihidrógeno, en el CERN y siete años más tarde, explica este laboratorio en un comunicado, se demostró experimentalmente que es posible producir grandes cantidades de estos antiátomos. Pero esta antimateria duraba demasiado poco tiempo. Ahora el grupo Alpha ha mostrado cómo superar esa dificultad.

"Por razones que aún no comprendemos, la naturaleza descartó la antimateria, así que es muy prometedor, y un poco abrumador, ver el dispositivo Alpha y saber que contiene átomos estables, neutros, de antimateria", señala Hangst (de la Universidad Aarhus, Dinamarca). "Esto nos inspira para trabajar mucho más y ver si la antimateia esconde algunos secretos".

El CERN anuncia que otro experimento en marcha está a punto de anunciar sus resultados, con otro tipo de trampa de antihidrógeno que es ya prácticamente un precursor de un haz de estos antiátomos. Se dará a conocer en la revista Physical Review Letter.

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