Cae la antimateria Se descubre el efecto de la gravedad sobre el escurridizo gemelo de la materia
En un experimento de laboratorio pionero, los científicos han determinado definitivamente la trayectoria de átomos individuales de antihidrógeno cuando se dejan caer, concluyendo que la antimateria cae hacia abajo. Este descubrimiento confirma la atracción gravitatoria entre la antimateria y la materia regular, eliminando la posibilidad de la repulsión gravitatoria como explicación de la escasez de antimateria en el universo observable.
Los investigadores de la colaboración mundial Antihydrogen Laser Physics Apparatus (ALPHA) en el CERN (Suiza) han publicado sus hallazgos en la revista Nature. Este logro es fruto de la colaboración entre numerosos países e instituciones privadas, incluidos los Estados Unidos, apoyada a través del programa conjunto de la Fundación Nacional de la Ciencia y el Departamento de Energía de los Estados Unidos Partnership in Basic Plasma Science and Engineering.
El director de programas de la División de Física de la NSF, Vyacheslav “Slava” Lukin, subraya la importancia del trabajo en equipo internacional y destaca las posibles aplicaciones de la investigación sobre la antimateria, como la tomografía por emisión de positrones (PET) para la detección del cáncer.
El impacto de la gravedad en la antimateria: la enigmática y rara contrapartida de la materia ordinaria
Antimateria, la enigmática y rara contrapartida de la materia ordinaria, desafía las nociones de ciencia ficción de los motores warp y los torpedos de fotones propulsados por antimateria, y sigue siendo un fenómeno genuino pero excepcionalmente escaso.
Según Jonathan Wurtele, físico del plasma de la Universidad de California en Berkeley y miembro de la colaboración ALPHA, “la teoría de la relatividad general de Einstein afirma que la antimateria debería comportarse exactamente igual que la materia”, y explicó además que numerosas mediciones indirectas han sugerido que la gravedad interactúa con la antimateria según lo previsto. Sin embargo, antes del reciente resultado, no se había realizado ninguna observación directa para determinar definitivamente si el antihidrógeno, por ejemplo, responde a la gravedad moviéndose hacia arriba o hacia abajo en un campo gravitatorio.
La mayor parte del universo, incluidos nuestros cuerpos y la Tierra, está formada por materia convencional con protones, neutrones y electrones.
La antimateria, a pesar de compartir algunas propiedades opuestas con la materia regular, sigue siendo su contrapartida. Por ejemplo, los antiprotones tienen carga negativa, mientras que los protones tienen carga positiva. Del mismo modo, los antielectrones, también conocidos como positrones, exhiben una carga positiva, mientras que los electrones llevan una carga negativa.
La naturaleza explosiva de la antimateria
Uno de los grandes retos a los que se enfrentan los investigadores es la naturaleza explosiva de la antimateria al entrar en contacto con la materia regular. Cuando la antimateria entra en contacto con la materia, se aniquila, convirtiendo toda su masa en energía. Este proceso genera una forma increíblemente densa de liberación de energía, conocida por su potencia.
La minúscula cantidad de antimateria del experimento ALPHA sólo se registra como energía a través de detectores sensibles. En consecuencia, la manipulación meticulosa de la antimateria es esencial para evitar su pérdida, según Fajans.
La escasez de antimateria, a pesar de las predicciones de igual abundancia que la materia regular, plantea el problema de la bariogénesis. Aunque existen algunas fuentes de antimateria, como los positrones emitidos por la desintegración del potasio, son relativamente escasas. Este misterio llevó a los científicos a explorar teorías, como la repulsión de la antimateria por la materia regular durante el big bang.
Impacto de la gravedad en la antimateria: el experimento de colaboración ALPHA
El reciente experimento ALPHA muestra que la antimateria es atraída por la gravedad, como la materia regular, y no repelida por ella. Esta conclusión cuestiona la teoría de la repulsión gravitatoria como explicación de la escasez de antimateria. El experimento eliminó la repulsión gravitatoria de la antimateria, pero no confirmó definitivamente las diferencias en las fuerzas gravitatorias entre la antimateria y la materia regular. Se necesitan mediciones más precisas para abordar esta cuestión.
Los investigadores de ALPHA tienen previsto seguir investigando las propiedades del antihidrógeno. Pretenden mejorar las mediciones de la gravedad de la antimateria y estudiar la interacción del antihidrógeno con la radiación electromagnética. Las diferencias entre el antihidrógeno y el hidrógeno podrían poner en tela de juicio leyes físicas fundamentales de la mecánica cuántica y la gravedad, lo que exigiría nuevos experimentos para tener certezas.
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