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El misterio de la antimateria: más pruebas de similitud entre protón y antiprotón

La búsqueda continúa. Aún no se han encontrado diferencias entre protones y antiprotones que ayuden a explicar la existencia de la materia en nuestro universo. Se supone que en el Big Bang, la explosión colosal con la que se formó el universo, se generaron cantidades iguales de materia y antimateria. Cuando una y otra entran en contacto, se aniquilan mutuamente, transformando su masa en energía. ¿Por qué entonces el universo está hecho de materia? Sin nada que hubiera inclinado la balanza a favor de la materia, los dos tipos de materia deberían haberse aniquilado entre sí, sin dejar nada en absoluto. En vez de eso, el Big Bang condujo a un universo observable hecho principalmente de materia, con escasas y fugaces apariciones de partículas de antimateria. ¿Hay alguna diferencia sutil entre materia y antimateria, aparte de su signo opuesto, que pueda explicar el enigma?

Unos físicos de la colaboración BASE en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) han conseguido medir las fuerzas magnéticas de los antiprotones con una precisión enorme, 350 veces mayor que la lograda anteriormente. De todos modos, los datos no proporcionan ninguna información sobre cómo se impuso la materia en el universo temprano en vez de que partículas y antipartículas se aniquilasen mutuamente. Lo que sí indican estas mediciones recientes de la colaboración BASE es una gran coincidencia entre protones y antiprotones, confirmando así el Modelo Estándar de la física de partículas. Científicos en todas partes del mundo están usando diversos métodos para intentar hallar de manera inequívoca alguna diferencia crucial. El desequilibrio materia-antimateria en el universo es uno de los temas candentes de la física moderna.

Imagen del experimento BASE en el desacelerador de antiprotones del CERN en Ginebra. (Foto: Stefan Sellner, Fundamental Symmetries Laboratory, RIKEN, Japón)

Imagen del experimento BASE en el desacelerador de antiprotones del CERN en Ginebra. (Foto: Stefan Sellner, Fundamental Symmetries Laboratory, RIKEN, Japón).

Los antiprotones son generados artificialmente en el CERN y los investigadores los almacenan en una cámara especial de aislamiento. Los antiprotones para el experimento actual fueron aislados en 2015 y medidos entre agosto y diciembre de 2016. Este fue el periodo de almacenamiento más largo para antimateria documentado hasta la fecha. Los antiprotones son de forma habitual aniquilados rápidamente cuando entran en contacto con la materia, como el aire. El almacenamiento se efectuó durante 405 días en un vacío que contiene diez veces menos partículas que el espacio interestelar. Se usaron un total de 16 antiprotones y algunos de ellos fueron enfriados hasta casi el Cero Absoluto, unos 273 grados centígrados bajo cero. En la investigación ha participado, entre otras entidades, la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia en Alemania.

Más información https://www.nature.com/nature/journal/v550/n7676/full/nature24048.html

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