El Universo no debería existir       

 

Mediciones súper precisas muestran que los protones y antiprotones poseen idénticas propiedades magnéticas. 

Por: Cathal O’Connell (divulgador científico australiano).

Traducción y comentarios por: Jesús A. Guerrero O. (ALDA).

 

The BASE experiment at the CERN antiproton decelerator in Geneva.

Equipos del experimento BASE, en el desacelerador de antiprotones del CERN, en Ginebra.

 

        Uno de los grandes misterios en la física moderna es por qué la antimateria no destruyó el Universo en el principio del tiempo. Para explicar esto, los físicos suponen que debe haber alguna diferencia entre la materia y antimateria - aparte de su carga eléctrica. Cualquier que sea esa diferencia, parece ser que no es en su magnetismo.

 

Físicos a la Comisión Europea de Energía Nuclear, CERN, en Suiza, han hecho la medida más precisa hasta hoy del momento magnético de un antiprotón - un número que mide cómo reacciona una partícula ante la fuerza magnética - y lo encontró exactamente igual – pero de signo opuesto – al que posee el protón. El trabajo que describe los procedimientos y resultados de esta investigación se publicó en la prestigiosa revista Nature.

 

"Todas nuestras observaciones encuentran una simetría completa entre la materia y la antimateria, por lo que el Universo realmente no debería existir", expresa Christian Smorra, físico del experimento BASE (Baryon-Antibaryon Symmetry Experiment – Experimento de Simetría Bariones Antibariones) del CERN. "Una asimetría debe existir en alguna parte, pero nosotros hasta ahora no sabemos en donde está".

 

La antimateria es notoriamente inestable, cualquier contacto con la materia regular y ambas se aniquilan en un estallido de pura energía, la reacción más eficaz de todas las conocidas en la física. Por eso fue escogida como el combustible para impulsar la nave espacial Enterprise en la serie de ciencia ficción “Viaje a las estrellas”. 

 

El modelo estándar predice que el Big Bang – el Gran Estallido – habría producido cantidades iguales de materia y antimateria. Pero esta es una mezcla extremadamente combustible que se habría aniquilado, eliminando cualquier posibilidad de constituirse en galaxias, estrellas, planetas y personas. Para explicar el misterio, los físicos han estado escudriñando para encontrar alguna diferencia entre la materia y la antimateria, para poder explicar por qué la materia se hizo dominante. 

 

Hasta ahora ellos han realizado medidas sumamente precisas para toda la clase de propiedades: masa, carga eléctrica y así sucesivamente, pero hasta el momento no se ha encontrado ninguna diferencia. 

 

El año pasado, los físicos del experimento ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus – Aparato Laser de Física Antihidrógeno), del CERN, demostraron que un átomo de antihidrógeno no posee ninguna diferencia con un átomo de hidrógeno.

 

Pero una propiedad sólo era conocida de manera aproximada: el momento magnético del antiprotón. Así que hace 10 años, el físico Stefan Ulmer y su equipo del proyecto BASE se dispusieron la tarea de medirlo.

 

Lo primero fue que ellos tuvieron que desarrollar una manera para medir directamente el momento magnético del protón. Para eso, tuvieron que entrampar protones individuales en un campo magnético, y manejar los saltos cuánticos de su giro, con otro campo magnético. Esta medida fue un logro muy importante que fue publicado en la revista Nature en el año 2014. 

 

Luego, tuvieron que desarrollar una técnica para realizar esta misma medición en los antiprotones, una tarea doblemente difícil debido al hecho de que los antiprotones se aniquilarían de manera inmediata con el contacto con cualquier materia. Para hacerlo, el equipo usó la más fría y longeva antimateria creada en la vida. 

 

Después de crear los antiprotones en el 2015, el equipo pudo guardarlos por más de un año dentro de una cámara especial con un tamaño similar al de una lata de Pringles. Como ningún recipiente físico puede contener la antimateria, los físicos usaron campos magnéticos y eléctricos para contener el material en los dispositivos, que comenzaron a ser denominados Penning Traps (Trampas de Penning). En electrostática, el Penning es el proceso mediante el cual se encapsula una carga de manera magnética. 

 

Normalmente la vida de la antimateria está limitada por las imperfecciones de las trampas – pequeñas inestabilidades permiten a la antimateria gotear a través de ellas. Pero usando una combinación de dos trampas, el equipo del proyecto BASE hizo la cámara de antimateria más perfecta construida hasta el momento, logrando contener a los antiprotones durante 405 días

 

Este almacenamiento estable les permitió a los científicos a ejecutar la medida del momento magnético en los antiprotones. El resultado dio un valor de -2,7928473441 mN. (el mN es una constante denominada magnetón nuclear). Aparte del signo menos, este valor es idéntico al obtenido para el protón. 

 

La nueva medida es precisa en nueve dígitos significativos, lo que es equivalente a cometer un error de pocos centímetros en la medición de la circunferencia de la Tierra, una medida 350 veces más precisa que cualquier otra anterior. 

 

"Este resultado es la culminación de muchos años de investigación continua y desarrollo, y de la realización exitosa de una de las medidas más difíciles alguna vez realizada en la Trampa de Penning”, expresó Ulmer. 

 

El más grande juego del Universo por descubrir la diferencia continua. El próximo experimento calurosamente anticipado se encuentra al frente del equipo ALPHA, en dónde los científicos del CERN están estudiando el efecto de la gravedad en la antimateria - intentando contestar la pregunta de si la antimateria podría caerse “hacia arriba”.