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Estudian la relación gravitatoria entre la materia y la antimateria

Estudian la relación gravitatoria entre la materia y la antimateria
Foto: CERN. El experimento ALPHA, del CERN, se dedica a capturar y confinar átomos de anti hidrógeno, compuestos por un antiprotón y un antielectrón.

 

Dos laboratorios diferentes han analizado, por primera vez, el comportamiento de los átomos de anti hidrógeno en caída libre, para intentar dilucidar si experimentan atracción o repulsión gravitacional.

Investigadores del CERN (Suiza) y del Berkeley Lab (EE.UU.) han estudiado la relación gravitatoria entre la materia y la antimateria. Aunque muchas evidencias indirectas apuntan a que ésta es convencional, es la primera vez que se analiza de forma sistemática y directa.

Los primeros resultados del estudio no son concluyentes, pero apuntan a que la hipótesis inicial es correcta. La materia y la antimateria, parece, se atraen. Los átomos de anti hidrógeno en caída libre, por tanto, caen.

“Estamos ante la primera palabra, no la última”, ha asegurado Joel Fajans a la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia (AAAS). “Hemos dado los primeros pasos hacia una prueba experimental directa sobre una cuestión que los físicos se han planteado durante más de 50 años. Creemos que la antimateria cae, pero puede que nos llevemos una sorpresa”.

La antimateria es un conjunto de partículas equivalentes a las de la materia convencional, aunque con su carga eléctrica invertida. El antiprotón, por ejemplo, es como el protón, pero con carga negativa. Cuando colisionan una partícula y una antipartícula, se desintegran. Los investigadores aprovecharon los resultados del experimento ALPHA, una trampa de átomos de anti hidrógeno de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), para estudiar la interacción gravitatoria entre materia y antimateria.

Estas instalaciones capturan las partículas de antimateria y las confina gracias a campos magnéticos. Una vez estos se apagan, los átomos de anti hidrógeno quedan a merced de la gravedad, y no de otras fuerzas como la electromagnética. Con datos disponibles de solo 434 átomos de anti hidrógeno, los investigadores pudieron hacer una aproximación preliminar a la resolución de esta cuestión. Sus resultados, de momento, están lejos de ser concluyentes en un sentido o en otro.

Una de las dificultades que encontraron los investigadores para ofrecer resultados más significativos viene directamente del instrumental. Los campos magnéticos que confinan los átomos de anti hidrógeno tardan una tercera parte de una milésima de segundo en apagarse, lo que afecta a los resultados. “Las partículas que se desintegran más tarde tienen muy poca energía, por lo que la influencia de la gravedad es más evidente. Pero hubo muy pocos casos, solo 23 de los 434 se desintegraron después de que el campo magnético estuviese completamente apagado”, aseguró Jonathan Wurtele, colega de Fajans.

El experimento ALPHA, que está en proceso de actualización, permitirá obtener resultados más fiables a lo largo de los próximos años. Los científicos responsables de esta investigación, publicada en el último número de la revista Nature Communications, creen que el nuevo instrumental permitirá obtener mejores datos y, es posible, una respuesta definitiva.
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