Positronium: En busca de los secretos de la antimateria

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Foto: Twitter Arnaud Marsollier
Para ver si la antimateria cae de la misma manera como la materia, el experimento AEGIS del CERN construye átomos-positronio

El Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) no solo cuenta con el acelerador más grande del mundo —el Gran Colisionador de Hadrones— también estudia las propiedades de la antimateria en experimentos que se localizan en un ralentizador de partículas. Esta máquina hace lo contrario de lo que hace el gran acelerador, es decir, disminuye la velocidad de antiprotones para que lleguen hasta una cámara donde, viajando a baja velocidad, pueden atrapar antielectrones para formar antiátomos.

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Foto: Twitter MDC Vacuum Products

En esta fábrica de antimateria se realizan varios experimentos. Entre ellos, el experimento AEGIS (Antihydrogen Experiment: Gravity Interferometry Spectroscopy) quiere contestar la pregunta: ¿Es que un antiátomo “cae” hacia “abajo” como lo hacen los átomos de materia?

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Átomos artificiales

Para hacer la prueba, el experimento debe construir átomos de antipartículas y uno que es más sencillo que el antihidrogeno es el llamado positronium. Este consiste de un electrón y un antielectrón en que ambos giran alrededor de un centro común.

El antielectrón recibe el nombre de positronio y por eso es por lo que un átomo construido con uno de ellos recibe el nombre de positronium. Estos átomos artificiales son más sencillos de fabricar. Sin embargo, un problema del montaje experimental es que este átomo de antimateria vive solo 142 mil millonésimas de segundo, muy poco para hacer el experimento y verlo caer o subir en la presencia de la gravedad.

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Foto: Twitter MDC Vacuum Products

En un trabajo publicado recientemente, el experimento describe una manera de fabricar antiátomos positronium que vivan más tiempo.

Con la nueva técnica se pueden producir 80 mil Positronium por minuto, mismos que viven 1140 mil millonésimas de segundo. Es decir 8 veces mas tiempo que lo que se conseguía antes.

El truco es que cuando se han producido estos curiosos antiátomos se los ilumina con un láser ultravioleta. El hecho tiene dos importantes efectos: la luz les da energía a los recién creados antiátomos, colocándolos en un estado energizado en el que viven por más tiempo, por un lado, y por el otro, la luz láser selecciona aquellos que tienen una determinada velocidad.

Antimateria previa al origen del Universo

Los antiátomos creados de esta manera salen del convertidor de positrones en positronium con una velocidad de entre 70 y 120 kilómetros por segundo. El valor exacto se puede conocer con una precisión de hasta 10 kilómetros por segundo. Con esto será posible medir de mejor manera como se comportan los arreglos de materia y antimateria en el campo gravitacional.

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Foto: Twitter MDC Vacuum Products

El experimento también se realizará con antiátomos de hidrogeno, pero los antiátomos positronio que son más sencillos, tienen la ventaja de que pueden ser estudiados en mayor cantidad y aun cuando no se cuente con antiprotones del ralentizador.

Observar alguna diferencia en el comportamiento de la materia y la antimateria en la presencia de la gravedad nos permitirá entender que ocurrió con la antimateria que debió existir en el origen del Universo. Por qué desapareció del Universo observable. Más aún, los estudios nos podrían dar nuevas claves que ayuden a formular una teoría cuántica de la gravedad, esto es la teoría que unifica a todas las fuerzas de la naturaleza y nos dé una mejor comprensión de todos los fenómenos.

Con información de Tangible-El Universal

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