Uno de los grandes misterios de la física moderna es por qué la antimateria no destruyó el universo al principio del tiempo.
Por: Cathall O'Connell
Uno de los grandes misterios de la física moderna es por qué la antimateria no destruyó el universo al principio del tiempo.
Para explicarlo, los físicos suponen que debe haber alguna diferencia entre la materia y la antimateria, aparte de la carga eléctrica. Cualquiera que sea la diferencia, parece que no está en su magnetismo.
Los físicos del CERN en Suiza han realizado la medición más precisa del momento magnético de un antiprotón, un número que mide cómo una partícula reacciona a la fuerza magnética, y encontraron que es exactamente el mismo que el del protón pero con el signo opuesto. El hallazgo se describe en la revista Nature.
«Todas nuestras observaciones encuentran una simetría completa entre la materia y la antimateria,razón por la que el universo no debería existir», dice Christian Smorra, un físico de la colaboración BERON-Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) del CERN. «debe existir una asimetría en alguna parte, pero simplemente no entendemos dónde está la diferencia».
La antimateria es notoriamente inestable, cualquier contacto con la materia regular y se aniquila en una explosión de energía pura que es la reacción más eficiente conocida por la física. Esta es la razón por la que fue elegida como el combustible para la nave espacial Enterprise en Star Trek.
El modelo estándar predice que el Big Bang debería haber producido cantidades iguales de materia y antimateria, pero esa es una mezcla de combustión que se habría aniquilado a sí misma, sin dejar nada tras de sí para que se formasen las galaxias, planetas o personas.
Para explicar el misterio, los físicos han estado jugando a “detecta la 7 diferencias” entre la materia y la antimateria, buscando alguna discrepancia que pueda explicar por qué la materia llegó a dominar.
Hasta ahora han realizado mediciones extremadamente precisas para todo tipo de propiedades: masa, carga eléctrica, etc., pero aún no se han encontrado diferencias.
El año pasado, los científicos del experimento Antihydrogen Laser PHysics Apparatus (ALPHA) del CERN investigaron por primera vez un átomo de anti-hidrógeno con luz, sin encontrar ninguna diferencia en comparación con un átomo de hidrógeno.
Pero de todas la medicion, una propiedad era conocida solo de forma imprecisa en comparación con las otras: el momento magnético del antiprotón.
Hace diez años, Stefan Ulmer y su equipo en la colaboración de BASE se propusieron la tarea de intentar medirlo.
Primero tuvieron que desarrollar una forma de medir directamente el momento magnético del protón regular. Lo hicieron atrapando protones individuales en un campo magnético e impulsando saltos cuánticos en su giro usando otro campo magnético. Esta medición fue en sí misma un logro innovador del que informó Nature en 2014.
Luego, tuvieron que realizar la misma medición con los antiprotones, una tarea doblemente difícil por el hecho de que los antiprotones se anquilian inmediatamente al contacto con cualquier materia.
Para hacerlo, el equipo utilizó la antimateria más fría y de mayor duración que se haya creado.
Después de crear los antiprotones en 2015, el equipo pudo almacenarlos durante más de un año dentro de una cámara especial con el tamaño y la forma de una lata de Pringles.
Como ningún contenedor físico puede contener antimateria, los físicos usan campos magnéticos y eléctricos para contener el material en dispositivos llamados trampas Penning.
Por lo general, la vida útil de la antimateria está limitada por imperfecciones en las trampas: pequeñas inestabilidades permiten que la antimateria se filtre.
Pero al usar una combinación de dos trampas, el equipo de BASE fabricó la cámara de antimateria más perfecta que haya existido: conteniendo los antiprotones durante 405 días.
El almacenamiento estable les permitió ejecutar su medición de momento magnético en los antiprotones. El resultado dio un valor para el momento magnético del antiprotón de -2.7928473441 μN. (μN es una constante llamada magnetón nuclear). A parte del signo menos, esto es idéntico a la medición anterior para el protón.
La nueva medición es precisa hasta los nueve dígitos, algo muy significativos, el equivalente de medir la circunferencia de la Tierra a unos pocos centímetros, y 350 veces más precisa que cualquier medición anterior.
«Este resultado es la culminación de muchos años de investigación y desarrollo continuo, y la finalización con éxito de una de las mediciones más difíciles jamás realizadas en un instrumento trampa Penning», dice Ulmer.
Ante está evidencia, los científicos siguen sin encontrar una razón de porqúe el universo existe.
Fuente: https://cosmosmagazine.com/ Traducido y editado por Truth Seeker