La física actual sostiene que, en los orígenes del universo, existían cantidades iguales de materia y antimateria, pero un fenómeno desconocido aniquiló a la mayor parte de estas últimas.
Ilustración del Antihiperhidrógeno-4. /Instituto de Física Moderna (IMP).
Un equipo de físicos de la Colaboración STAR ha logrado un hito al observar, por primera vez, el hipernúcleo de antimateria más pesado conocido hasta la fecha. Se trata del antihiperhidrógeno-4, un descubrimiento que promete avanzar en nuestra comprensión de la antimateria y sus propiedades. El estudio, liderado por investigadores del Instituto de Física Moderna (IMP) de la Academia China de Ciencias, ha sido publicado en la prestigiosa revista Nature.
La física actual sostiene que, en los orígenes del universo, existían cantidades iguales de materia y antimateria, bajo un principio de simetría. Sin embargo, un fenómeno aún desconocido provocó la aniquilación de la mayor parte de estas partículas, dejando solo una fracción diminuta de materia que formó el universo tal como lo conocemos hoy. Comprender por qué la antimateria casi desapareció mientras la materia prevaleció es uno de los grandes enigmas de la cosmología moderna.
"Una de las claves para resolver este misterio radica en la creación y estudio de nuevas formas de antimateria en el laboratorio", explicó el profesor Qiu Hao del IMP, a lo que destacó la importancia de este enfoque experimental para arrojar luz sobre la asimetría entre materia y antimateria.
En el universo actual, dominado por la materia, la antimateria es extremadamente rara y se aniquila rápidamente al entrar en contacto con la materia circundante. Este fenómeno hace que la producción y detección de núcleos de antimateria, y en particular de hipernúcleos de antimateria que contienen partículas como los hiperones Lambda, sea un desafío técnico considerable. Desde que Paul Dirac predijo la existencia de la antimateria en 1928, solo se han identificado seis tipos de hipernúcleos de antimateria en casi un siglo de investigación.
El antihiperhidrógeno-4 fue producido en el Colisionador de Iones Pesados Relativistas (RHIC) en los Estados Unidos, una instalación que acelera haces de iones pesados a velocidades cercanas a la luz y los hace colisionar. Estas colisiones recrean las condiciones del universo primitivo, generando "bolas de fuego" con temperaturas de billones de grados, en las que se producen cantidades aproximadamente iguales de materia y antimateria. Al enfriarse rápidamente, parte de la antimateria escapa a la aniquilación y es capturada por el detector STAR.
Imagen ilustrativa del detector STAR en el Colisionador de Iones Pesados Relativistas. / Joe Rubino y Jen AbramowitzEste hipernúcleo de antimateria está compuesto por un antiprotón, dos antineutrones y un hiperón anti-Lambda, que es inestable y se desintegra tras recorrer solo unos centímetros. Esto hace que la detección y el análisis de estos fenómenos sean extremadamente complejos.
Tras analizar datos de aproximadamente 6.600 millones de colisiones de iones pesados, los investigadores lograron reconstruir el antihiperhidrógeno-4 a partir de sus productos de desintegración, que incluyen el antihelio-4 y el mesón p+. Según Wu Junlin, estudiante de doctorado en el IMP, se identificó una señal de aproximadamente 16 antihiperhidrógenos-4, un resultado que confirma la existencia de este hipernúcleo de antimateria.
Además de su descubrimiento, los científicos midieron la vida útil del antihiperhidrógeno-4 y la compararon con su contraparte de materia, el hiperhidrógeno-4. No se encontraron diferencias significativas, lo que refuerza la hipótesis de simetría entre las propiedades de la materia y la antimateria, al menos dentro de los límites actuales de precisión de medición. @mundiario
Diego Tudares
Abogado.
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El autor, DIEGO TUDARES RORÍGUEZ, colaborador de MUNDIARIO, es abogado egresado de la URBE, aficionado a la política internacional, a los derechos humanos y al medioambiente. Seguidor de series de ficción, se confiesa lector y amante de los animales. @mundiario
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