La antimateria no cae, revela experimento del CERN – Física Mundial

La antimateria no “cae”, sino que responde a la atracción gravitacional de la Tierra de forma muy parecida a como lo hace la materia normal. Ésta es la conclusión de los físicos que trabajan en el ALFA-g experimento en el CERN, que han realizado la primera observación directa de átomos de antimateria en caída libre.

El experimento ayuda a descartar la idea de que una diferencia en sus respuestas a la gravedad sea de alguna manera responsable del hecho de que haya mucha más materia que antimateria en el universo visible. Sin embargo, la medición aún deja abierta la tentadora, pero muy improbable, posibilidad de que la antimateria y la materia reaccionen de manera ligeramente diferente a la gravedad.

La antimateria se predijo por primera vez en 1928 y cuatro años más tarde se observaron en el laboratorio las primeras partículas de antimateria (antielectrones o positrones). Las partículas de antimateria parecen ser idénticas a sus contrapartes de materia, pero con su carga, paridad y tiempo invertidos. Hasta ahora, los estudios de antipartículas sugieren que tienen las mismas masas que sus contrapartes y que responden a la gravedad de la misma manera.

Desterrado de la vista

Esta similitud sugiere que la antimateria debería haberse producido en la misma cantidad que la materia durante el Big Bang. Esto va en contra de lo que sabemos sobre el universo visible, que parece contener mucha más materia que antimateria. Como resultado, los físicos están buscando formas sutiles en las que la antimateria se diferencia de la materia, porque encontrar tales diferencias podría ayudar a explicar por qué la materia domina a la antimateria.

Las mediciones indirectas del efecto de la gravedad sobre la antimateria sugieren que tanto la materia como la antimateria responden de la misma manera a la gravedad. Sin embargo, las dificultades de trabajar con antimateria significaron que no se había realizado una observación directa de la antimateria que caía libremente bajo la gravedad de la Tierra.

Si bien la antimateria se puede producir en el laboratorio, se aniquilará al entrar en contacto con la materia en un aparato experimental. Por eso se debe tener mucho cuidado en acumular suficiente antimateria para realizar un experimento. Durante la última década, el equipo ALPHA del CERN ha perfeccionado la captura magnética de antimateria en alto vacío para minimizar la aniquilación. Ahora, han creado una trampa dentro de una cámara de vacío cilíndrica alta llamada ALPHA-g, que les permite observar si la antimateria cae hacia abajo o hacia arriba.

Su experimento consiste en llenar la cámara con átomos de antihidrógeno, cada uno de los cuales comprende un antiprotón y un positrón. Los positrones se recogen de una fuente radiactiva y los antiprotones se crean disparando protones a un objetivo sólido. Ambos tipos de antipartículas se desaceleran con mucho cuidado y luego se combinan para crear antihidrógeno.

Escapar de la trampa

El experimento ALPHA-g comienza con el antihidrógeno atrapado magnéticamente en el centro del cilindro. Luego, el campo de captura se reduce, de modo que los antiátomos comenzaron a escapar de la trampa. Estos fugitivos golpean las paredes de la cámara, donde la aniquilación crea un destello de luz dentro de un detector de centelleo. El equipo observó alrededor del 80% de las aniquilaciones debajo del centro de la trampa, lo que sugiere que los antiátomos caen por gravedad una vez liberados de la trampa. Esto se confirmó repitiendo el experimento más de una docena de veces. El equipo no observó el 100% de los antiátomos moviéndose hacia abajo porque el movimiento térmico de las partículas envió a algunos de ellos hacia arriba y se aniquilaron antes de que pudieran volver a caer – explica el portavoz de ALPHA-g Jeffrey Hangst, que trabaja en la Universidad de Aarhus en Dinamarca. Hangst dijo Mundo de la física que el experimento es consistente es con la caída del antihidrógeno.

ALPHA interviene en la antimateria

Sin embargo, ALPHA-g descubrió que los antiátomos experimentaron una aceleración debida a la gravedad de la Tierra que es aproximadamente 0.75 de la experimentada por la materia normal. Si bien esta medición tiene una baja significancia estadística, ofrece una esperanza tentadora de que los físicos pronto puedan descubrir una diferencia entre materia y antimateria que podría apuntar hacia una nueva física más allá del Modelo Estándar.

costa de graham de la Universidad de Swansea en el Reino Unido nos cuenta Mundo de la física que el resultado de ALPHA-g no debe interpretarse como evidencia de que la antimateria responde de manera diferente a la materia en el campo gravitacional de la Tierra.

"Cualquier medición de [una discrepancia] sería enormemente inesperada y probablemente indicaría un nuevo tipo de fuerza gravitacional, tal vez un gravifotón, pero es difícil ver cómo esto podría haber permanecido oculto a los experimentos gravitacionales de precisión sobre la materia", explica Shore. , que no participó en el experimento ALPHA-g.

Sin embargo, tendremos que esperar a tener más datos del experimento porque el ALPHA-g ha sido desmantelado y en su lugar se ha instalado un experimento de espectroscopia en el CERN. Hangst y sus colegas están solucionando actualmente un defecto de diseño conocido en un imán en ALPHA-g y descubriendo cómo pueden enfriar con láser los átomos de antihidrógeno para mejorar el rendimiento del experimento.

La investigación se describe en Naturaleza.

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• Fuente: https://physicsworld.com/a/antimatter-does-not-fall-up-cern-experiment-reveals/