La antimateria es fascinante no solo por su esencia; también lo es debido al aún enigmático papel que jugó en el origen del universo. Los científicos todavía no disponen de las herramientas necesarias para entender con cierta precisión el rol de esta forma de materia en la formación del cosmos y los mecanismos que gobiernan la tenue línea que delimita el desequilibrio entre materia y antimateria. Afortunadamente lo que sí conocen son sus elementos constituyentes y algunas de sus propiedades.
Entender qué es la antimateria no es difícil. Y es que podemos observarla como un tipo exótico de materia que está constituido por antipartículas, que son partículas con la misma masa y espín que las partículas con las que estamos familiarizados, pero con carga eléctrica opuesta. De esta forma la antipartícula del electrón es el positrón o antielectrón. Y la antipartícula del protón es el antiprotón.
La antimateria tiene una propiedad sorprendente: cuando entra en contacto directo con la materia ambas se aniquilan, liberando una gran cantidad de energía bajo la forma de fotones de alta energía, así como otros posibles pares partícula-antipartícula. Actualmente está siendo estudiada en buena parte de los centros de investigación especializados en física de partículas más importantes del mundo con la esperanza de que conocerla mejor nos ayude a entender algunos de los misterios del cosmos que permanecen fuera de nuestro alcance.
El CERN, la antimateria y la gravedad
El CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear), el laboratorio de física de partículas alojado en las inmediaciones de Ginebra y junto a la frontera entre Suiza y Francia, tiene los recursos necesarios para producir y manipular antimateria. Dos de los experimentos que ya han entregado resultados importantes a los físicos que trabajan en ellos son GBAR (Gravitational Behaviour of Antimatter at Rest) y ALPHA-g (Antihydrogen Laser Physics Apparatus-gravity).
ALPHA-g y GBAR persiguen un mismo propósito: ayudar a los científicos a entender con la máxima precisión posible la interacción entre la antimateria y la gravedad
Muy a grandes rasgos GBAR produce antiiones, los enfría hasta que alcanzan una temperatura cercana al cero absoluto, que es -273,15 ºC, y, después, les roba un positrón para transformarlos en un antiátomo no iónico. En ALPHA-g, sin embargo, los físicos provocan el choque de dos haces de partículas con un elevado nivel de energía para obtener un átomo de antihidrógeno constituido por un antiprotón y un positrón, de la misma manera en que el protio, que es el isótopo del hidrógeno más abundante en la naturaleza, está constituido por un protón y un electrón.
Estos dos experimentos persiguen un mismo propósito: ayudar a los científicos a entender con la máxima precisión posible la interacción entre la antimateria y la gravedad. Hay dos razones fundamentales que justifican el esfuerzo que están realizando. La primera de ellas es que estos experimentos pueden ayudarles a comprender mejor los mecanismos de esta interacción fundamental. La segunda es si cabe incluso más importante: este conocimiento podría permitirles elaborar una teoría cuántica de la gravedad.
Ahora mismo nos encontramos en un momento muy emocionante por un motivo de peso: los físicos que lideran el experimento ALPHA-g han publicado un artículo interesantísimo en Nature en el que explican con mucho detalle que los átomos de antihidrógeno se ven sometidos en presencia de la gravedad terrestre esencialmente a la misma aceleración que experimenta la materia ordinaria. Sus medidas quedan confinadas en una desviación estándar moderada, lo que nos invita a aceptar sus conclusiones como concluyentes.
Los átomos de antihidrógeno se ven sometidos en presencia de la gravedad terrestre esencialmente a la misma aceleración que experimenta la materia ordinaria
Este resultado es muy importante debido a que este experimento es el primero que ha permitido a los físicos obtener una medida directa de la interacción entre la antimateria y la gravedad. Sin embargo, una vez más, sus conclusiones fueron predichas acertadamente por Albert Einstein hace más de un siglo en su teoría general de la relatividad.
Este físico alemán desconocía la existencia de la antimateria cuando formuló su teoría, pero, pese a ello, la relatividad general establece que la gravedad interacciona de la misma manera con todas las formas de materia. Y, como hemos visto, la antimateria es una forma de materia. Una vez más, Einstein dio en la diana, aunque no es descabellado prever que en algún momento los resultados experimentales se opongan a la relatividad general. Si llega ese momento los científicos tendrán la oportunidad de elaborar nueva física.
Imagen de portada: CERN
Más información: Nature
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tmpmds
Este tipo de artículos son los que, en mi opinión, más valor aportan a esta web. Gracias, Juan Carlos. Ya lo dije tiempo atrás: siempre bajo mi punto de vista, sueles escribir las entradas más interesantes de Xataka con diferencia.
nestruo
Buen artículo!
Tradicionalmente
Enhorabuena por este artículo. Encontrar este tipo publicaciones es lo que hace que no deje de entrar. Las de publicidad encubierta y sensacionalismo "tuitero" me repugnan.
Gracias.
justizziero
El artículo es interesante pero para una persona aficionada quedan muchas lagunas y dudas:
- ¿Como es capaz una máquina de crear antimateria?
- Tal y como se describe la antimateria (de carga exactamente contraria a la materia) ¿podría ser que un átomo de hidrógeno tenga en su núcleo un electrón y girando alrededor un protón? Vamos...que la antimateria sea la misma materia con carga contraria.
- De ser así, y tener electrones o moléculas de antimateria, ¿notariamos la diferencia? Por ejemplo, un vaso de agua formado por hidrógeno y oxígeno de antimateria...de beberlo, ¿nos mataría porque la antimateria interacciona de mala forma con la materia o no nos pasaría nada porque sigue siendo "materia normal" con carga contraria?
Seguramente son preguntas muy estúpidas, y más que no se me ocurren ahora, pero estaría bien saber algunos datos para entender mejor la antimateria.
nk7
“ Sus medidas quedan confinadas en una desviación estándar moderada, lo que nos invita a aceptar sus conclusiones como concluyentes.”
Enhorabuena por esta frase.
Artículo muy interesante, gracias!
Tradicionalmente
Es solo un problema del sistema de referencia o hay algo más en esto de la "antimateria"? Pienso que todo "encajará" mejor cuando podamos observar mejor o de otra manera.
Trocotronic
Para sorpresa de nadie. La antimateria es materia de carga opuesta, por lo que no interactúa diferente dependiendo de la carga.
La masa curva el espacio por igual y las partículas lo atraviesan independientemente de la carga que tengan. Un electrón y un positrón describen la misma trayectoria.
O se me escapa algo o no entiendo tanto alboroto.