Pero los científicos están logrando avances importantes hacia una mejor comprensión de la antimateria. Investigadores anunciaron el miércoles (27 de septiembre) que han demostrado por primera vez que la antimateria reacciona a la gravedad de la misma manera que la materia: cayendo. El éxito del experimento refuerza una vez más la teoría general de la relatividad desarrollada por el genio físico Albert Einstein.
Simulación de átomos de antihidrógeno cayendo en el instrumento ALPHA-g del Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) en Ginebra, Suiza. Foto: Fundación Nacional de la Ciencia de EE. UU.
Como sabemos, todo lo que vemos, desde planetas y estrellas hasta caniches y piruletas, está compuesto de materia ordinaria. Mientras tanto, la antimateria es el gemelo misterioso de la materia ordinaria: tiene la misma masa pero carga eléctrica opuesta.
Casi todas las partículas subatómicas, como los electrones y los protones, tienen contrapartes de antimateria. Mientras que los electrones tienen carga negativa, los antielectrones, también conocidos como positrones, tienen carga positiva. Asimismo, mientras que los protones tienen carga positiva, los antiprotones tienen carga negativa.
Según esa teoría, el Big Bang que dio origen al universo debería haber creado cantidades iguales de materia y antimateria. Sin embargo, parece haber muy poca antimateria, y casi ninguna en la Tierra. Es más, la materia y la antimateria son incompatibles. Si entran en contacto, explotan.
El experimento fue llevado a cabo en el Centro Europeo de Investigación Nuclear (CERN) en Suiza por investigadores de la colaboración ALPHA (Instalación de Física Láser de Antihidrógeno). Se utilizó la antimateria equivalente al hidrógeno, el elemento más ligero.
“En la Tierra, la mayor parte de la antimateria natural se crea cuando los rayos cósmicos (partículas energéticas del espacio) chocan con los átomos en el aire y crean pares de materia-antimateria”, dijo el físico Jonathan Wurtele de la Universidad de California, coautor del estudio publicado en la revista Nature.
Esta antimateria recién creada solo existe hasta que choca con un átomo de materia normal en la atmósfera inferior. Sin embargo, la antimateria puede sintetizarse en condiciones controladas, como en el experimento ALPHA.
El antihidrógeno estaba contenido en una cámara cilíndrica de vacío y se mantenía en su lugar mediante un campo magnético. Los investigadores redujeron el campo magnético para liberar la antimateria y ver si se desprendía de la gravedad. Se comportó igual que el hidrógeno en las mismas condiciones.
“Este resultado ha sido predicho por la teoría y experimentos indirectos… Pero ningún grupo ha realizado nunca un experimento directo en el que se deja caer antimateria para ver en qué dirección cae”, dijo el físico de UC Berkeley y coautor del estudio, Joel Fajans.
Cuando Einstein desarrolló su teoría general de la relatividad —una explicación exhaustiva de la gravedad—, trató toda la materia como equivalente, lo que significa que la antimateria reaccionaría de la misma manera que la materia. La antimateria no se descubrió formalmente hasta 1932.
"Creo que esto es un testimonio del poder de la relatividad general y sus principios de equivalencia", dijo el físico y coautor del estudio William Bertsche de la Universidad de Manchester en el Reino Unido, quien realizó los experimentos en el CERN.
Al demostrar que la antimateria y la materia son atraídas por la gravedad, el experimento descartó una posible explicación de la escasez previa de antimateria: que ésta fuera repelida hacia el otro lado del Big Bang.
Finalmente, el físico Fajans llegó a la conclusión: “No importa lo buena que sea la teoría, la física sigue siendo una ciencia experimental”.
Hoang Hai (según CERN, UNSF, Reuters)
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