Científicos dieron el paso crucial que explicaría el origen universal

En un paso decisivo para comprender uno de los misterios más grandes de la física, un grupo internacional de científicos, entre ellos de Estados Unidos y Brasil, logró crear un átomo de antimateria y mantenerlo durante el tiempo suficiente para demostrar que puede ser estudiado en laboratorio.
Los teóricos suponen que la materia y la antimateria fueron creadas por partes iguales en el momento de la Explosión Primordial que dio origen al universo, pero mientras la materia, definida como algo que tiene masa y ocupa espacio, se convirtió en el material de todo lo existente, la antimateria desapareció casi por completo, excepto en el laboratorio.
Durante décadas, los investigadores se preguntaron por qué la antimateria parece haber desaparecido del universo.

El equipo internacional en la Organización Europea para Investigación Nuclear (CERN sigla en inglés) logró crear un átomo de antihidrógeno y mantenerlo durante una décima de segundo, tiempo suficiente como para estudiarlo.
El problema es que la materia y antimateria se aniquilan en contacto, por lo que la vida de la antimateria es sumamente fugaz.
“Para nosotros esto es un gran avance, porque significa que podemos dar el paso siguiente, uno de los que más buscamos, que es tratar de comparar materia y antimateria, de aproximarnos al origen del universo”, dijo el vocero del equipo del CERN, el científico estadounidense Jeffrey Hangst.
“Este terreno de investigación tiene 20 años y fue logrando progresos paulatinos”, agregó. “Realmente creemos que éste era el paso más difícil”.
Hangst y sus colegas, entre ellos científicos de Brasil, Estados Unidos, Gran Bretaña, Canadá e Israel, atraparon 38 átomos de antihidrógeno durante casi una décima de segundo, según un informe presentado a la revista Nature.
Desde su primer éxito, el equipo logró mantener los antiátomos aun durante más tiempo.
“Lamentablemente no puedo decir durante cuánto tiempo porque todavía no hemos publicado la cifra”, dijo Hangst. “Pero puedo decirle que es mucho, mucho más que una décima de segundo”.

 

Mantenerlos: la premisa
Desde hace tiempo los científicos ensayaban con lo que habían logrado crear como partículas individuales de antimateria, por ejemplo antiprotones, antineutrones y positrones, la contrapartida de los electrones.
Desde 2002 pudieron unir dichas partículas para crear antiátomos, pero hasta ahora no podían atrapar ninguno durante el tiempo suficiente como para estudiarlo, ya que se aniquilan al contacto con la materia.
“No sirve si desaparecen inmediatamente después de su creación”, explicó Hangst.
“Por eso el gran objetivo ha sido mantenerlos”.
Dos equipos compitieron por lograr ese objetivo en el CERN, el mayor laboratorio mundial de física, más conocido por su acelerador de partículas de 10.000 millones de dólares, construido 200 metros bajo tierra en la frontera suizo-francesa. El acelerador no fue utilizado para este experimento, aclararon los científicos.

 

Bajo cero
Para atrapar los antiátomos en el interior de un campo electromagnético e impedir que se aniquilen, los investigadores tuvieron que crear antihidrógeno a temperaturas a menos de medio grado por encima del cero absoluto.
El próximo paso será bombardear un antiátomo con un láser y observar su comportamiento. “Tenemos la oportunidad de establecer una comparación precisa entre un sistema de materia y otro de antimateria”, afirmó Hangst.
“Eso es único y nunca se ha hecho hasta ahora”.

 

 

Paul Dirac lo predijo en 1931

Un átomo de hidrógeno está formado por un protón positivo y un electrón negativo. Un átomo de antihidrógeno está constituido por un protón negativo (antiprotón) y un electrón positivo o positrón.
El físico inglés Paul Dirac había predicho en 1931 la existencia de la antimateria, una materia “espejo” de la que conocemos, pero sigue siendo difícil de observarla ya que todo átomo de antimateria se aniquila en contacto con la materia, produciendo una enorme cantidad de energía.
Materia y antimateria habrían sido creadas en cantidades iguales en los instantes que siguieron al Big Bang, pero sólo nos queda la materia. ¿A dónde se fue la antimateria? Es una de las preguntas que obsesionan a los físicos.
Algunos de ellos se preguntan inclusive si la antimateria tendría una antigravedad, si en lugar de atraerse dos átomos de antimateria se rechazarían.
Descubrir una gravedad repulsiva podría aportar una respuesta a otro enigma: el de la energía desconocida que favorece la aceleración de la expansión del universo.
Los primeros átomos de antihidrógeno fueron producidos en el CERN en 1995, pero se aniquilaron casi instantáneamente en contacto con la materia sin que sus propiedades hubiesen podido ser estudiadas.
En el marco del nuevo experimento Alpha del CERN, 38 átomos de antihidrógeno fueron capturados durante una décima de segundo, “lo suficiente para estudiarlos”, asegura el CERN.
Los investigadores debieron utilizar 10 millones de antiprotones y muchos más positrones durante las 355 tentativas para lograr producir y capturar 38 átomos de antihidrógeno ultrafríos. Para confinar esas partículas neutras, fue necesario crear un nuevo tipo de trampa magnética.
“Por razones que nadie comprende, la naturaleza ha eliminado la antimateria. Es entonces muy gratificante y un poco emocionante mirar el aparato Alpha y saber que contiene átomos estables y neutros de antimateria”, se congratuló Jeffrey Hangst.
“Esto nos impulsa para trabajar más duro y ver si la antimateria contiene secretos”.