CERN Accelerating science

Ginebra, 4 de enero de 1996. En septiembre de 1995, el profesor Walter Oelert y un equipo internacional del IKP-KFA de Jülich, la Universidad de Erlangen-Nuernberg, el GSI de Darmstadt y la Universidad de Génova consiguieron por primera vez sintetizar átomos de antimateria a partir de sus antipartículas constituyentes. Nueve de estos átomos se produjeron en colisiones entre antiprotones y átomos de xenón durante un periodo de tres semanas. Cada uno de ellos permaneció en existencia durante unas cuarenta milmillonésimas de segundo, viajó a casi la velocidad de la luz en un trayecto de diez metros y luego se aniquiló con la materia ordinaria. La aniquilación produjo la señal que demostró que los antiátomos habían sido creados.

Los átomos ordinarios están formados por un número de electrones en órbita alrededor de un núcleo atómico. El átomo de hidrógeno es el más simple de todos; su núcleo está formado por un protón, alrededor del cual circula un solo electrón. La receta del antihidrógeno es muy sencilla -tomar un antiprotón, sacar un antielectrón y poner este último en órbita alrededor del primero-, pero es muy difícil de llevar a cabo, ya que las antipartículas no existen de forma natural en la Tierra. Sólo pueden crearse en el laboratorio. Los experimentadores hicieron girar los antiprotones previamente creados alrededor del Anillo de Antiprotones de Baja Energía (LEAR) del CERN1, haciéndolos pasar por un chorro de gas xenón cada vez que daban una vuelta – unos 3 millones de veces cada segundo. (ver esquema del experimento) Muy ocasionalmente, un antiprotón convertía una pequeña parte de su propia energía en un electrón y un antielectrón, normalmente llamado positrón, al pasar por un átomo de xenón. En casos aún más raros, la velocidad del positrón era lo suficientemente cercana a la del antiprotón como para que las dos partículas se unieran, creando un átomo de antihidrógeno (véase el diagrama del principio).

Tres cuartas partes de nuestro universo son hidrógeno y gran parte de lo que hemos aprendido sobre él se ha descubierto estudiando el hidrógeno ordinario. Si el comportamiento del antihidrógeno difiere incluso en el más mínimo detalle del hidrógeno ordinario, los físicos tendrían que replantearse o abandonar muchas de las ideas establecidas sobre la simetría entre materia y antimateria. El histórico trabajo de Newton sobre la gravedad fue supuestamente impulsado por la observación de la caída de una manzana a la tierra, pero ¿caería una «antimanzana» de la misma manera? Se cree que la antimateria «funciona» bajo la gravedad del mismo modo que la materia, pero si la naturaleza ha elegido otra cosa, debemos averiguar cómo y por qué.

El siguiente paso es comprobar si el antihidrógeno «funciona» efectivamente igual que el hidrógeno ordinario. Las comparaciones pueden hacerse con una tremenda precisión, de hasta una parte en un millón de trillones, e incluso una asimetría a esta pequeña escala tendría enormes consecuencias para nuestra comprensión del universo. Comprobar esa asimetría significaría mantener los antiátomos inmóviles, durante segundos, minutos, días o semanas. Las técnicas necesarias para almacenar la antimateria se están desarrollando intensamente en el CERN. Actualmente se están planificando nuevos experimentos para capturar la antimateria en botellas o trampas eléctricas y magnéticas que permitan realizar análisis de gran precisión.

La primera creación de átomos de antimateria en el CERN ha abierto la puerta a la exploración sistemática del antimundo.

1. El CERN, Laboratorio Europeo de Física de Partículas, tiene su sede en Ginebra. En la actualidad, sus Estados miembros son Alemania, Austria, Bélgica, Dinamarca, España, Finlandia, Francia, Grecia, Hungría, Italia, Noruega, Países Bajos, Polonia, Portugal, República Checa, República Eslovaca, Suecia y Suiza. Israel, Japón, la Federación Rusa, Turquía, la Comisión Europea y la Unesco tienen estatus de observadores.

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