Física fundamental
Desarrollado en el CERN, revela que la antimateria no sigue siempre las leyes de la materia
Eduardo Martínez de la Fe
Un experimento desarrollado en el CERN ha descubierto que la antimateria muestra en determinadas condiciones un comportamiento diferente al de los átomos de materia, lo que señala el camino para encontrar nuevas leyes físicas.
Un experimento desarrollado en la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha descubierto por primera vez que la antimateria no siempre sigue las leyes que rigen a la materia.
La sorpresa ha surgido cuando un equipo de investigadores, que publican sus resultados en la revista Nature, experimentaba con átomos híbridos, hechos de materia y de antimateria.
Cuando se sumergen en helio líquido, estos átomos híbridos no se comportan como si estuviesen hechos solo de materia: adoptan una respuesta inesperada a la luz láser, solo atribuible a su parte de antimateria.
No ha sido un resultado preliminar, ya que este equipo lleva años revisando su trabajo, obteniendo siempre el mismo comportamiento y sin saber lo que realmente está pasando en esta estructura de materia y antimateria.
Los investigadores explican en un comunicado que la respuesta de estos átomos híbridos es muy diferente de cómo se comporta según cambian determinadas condiciones, así como diferente también del comportamiento de muchos otros átomos normales.
ÁTOMOS DE HELIO
Más concretamente, lo que observó este equipo fue que un átomo de helio híbrido, compuesto de materia y antimateria, que contiene un antiprotón, el equivalente de antimateria del protón en lugar de un electrón, tiene una respuesta inesperada a la luz láser cuando se sumerge en helio superfluido.
Explicado llanamente, podemos decir que, en sus constantes interacciones, los átomos adoptan un conjunto de colores o líneas espectrales que se parecen al arco iris, derivados de la luz que emiten, señala la revista Quanta.
El experimento desarrollado en el CERN ha comprobado que esto no ocurre en los átomos híbridos de helio cuando se sumergen en un líquido: el arco iris no aparece, sino que estos átomos emiten un efecto "monocromático" en sus líneas espectrales.
Aunque esto es un hecho comprobado, los investigadores no entienden por qué ocurre. Piensan que puede deberse a la naturaleza del líquido, algo que no lo explicaría completamente, por lo que atribuyen ese anómalo comportamiento a la presencia de antimateria en los átomos híbridos.
Creen que el sorprendente comportamiento está relacionado más concretamente con el radio del orbital electrónico, es decir, con la distancia a la que se encuentra el electrón del átomo híbrido de helio. Sin embargo, reconocen que se necesitan más estudios para confirmar estas hipótesis.
APLICACIONES
Aunque no se terminan de entender las causas de este anómalo comportamiento, los investigadores aprecian una serie de posibles aplicaciones.
Piensan que los átomos de helio híbridos de materia y antimateria podrían usarse más allá de la física de partículas, en particular en la física de la materia condensada y tal vez incluso en experimentos de astrofísica.
A partir de ahora, los investigadores pueden crear otros átomos de helio híbridos para estudiar en detalle su respuesta a la luz láser y medir las masas de las partículas. También podrían usarse para estudiar esta forma de materia y para buscar antiprotones o antideuterones cósmicos.
Sin embargo, se deben superar numerosos desafíos técnicos antes de que el método empleado en esta investigación se convierta en un complemento de las técnicas existentes para buscar en otros entornos estas formas de antimateria.
Todas estas posibilidades están al alcance de la mano porque los científicos del CERN están acostumbrados a fabricar átomos de helio híbridos de materia y antimateria para determinar la masa del antiprotón y compararla con la del protón.
______________
REFERENCIA
High-resolution laser resonances of antiprotonic helium in superfluid 4He. Anna Sótér et al. Nature, 16 March 2022. DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-022-04440-7
___________
Fuente:
