Investigadores italianos logran interferir con la antimateria
– Noticias del 21 de mayo de 2019 –
En 1923, el físico francés Louis de Broglie publicó un artículo sorprendente. Formula la hipótesis de que la materia tiene una onda asociada. En los próximos años, esto se confirmó cuando los investigadores lograron interferir con los electrones, protones e incluso moléculas enteras. Esta es una prueba de que la materia puede tener un comportamiento ondulatorio, como la luz. La dualidad onda-partícula es hoy uno de los principios clave de la mecánica cuántica. Casi un siglo después, nos preguntamos si la antimateria también está sujeta a esta dualidad onda-corpúsculo.
¿ Qué es la antimateria ?
La antimateria está compuesta de partículas muy similares a la materia, pero tiene una carga eléctrica opuesta. Cuando una partícula se encuentra con su antipartícula, se aniquilan en un violento destello de energía. Esto hace que la antimateria sea muy difícil de producir y observar. También genera muchas preguntas a escala cosmos. El modelo estándar de la física de partículas muestra una simetría estricta entre la materia y la antimateria. En otras palabras, deberíamos observar tanta materia como antimateria, pero eso no es lo que observamos. El universo está compuesto de materia clásica, que hace posible nuestra existencia. Pero para los físicos teóricos, esto genera muchas preguntas.
Se estudian varias hipótesis para explicar esta ausencia de antimateria. Tal vez el universo esté equilibrado globalmente entre los dos tipos de materia, pero a nivel local habría desequilibrios. Esto implica que vivimos en una burbuja de materia clásica y que la antimateria se encuentra en otro lugar. También podemos imaginar que existe una asimetría muy pequeña entre las propiedades de la materia y las propiedades de la antimateria. Esta asimetría explicaría por qué la materia clásica finalmente ha triunfado en el universo.
Un estudio muestra que la antimateria también tiene un comportamiento ondulatorio
Para explorar esta hipótesis, podemos tratar de estudiar la antimateria en un laboratorio. Desde hace algunas décadas, sabemos cada vez mejor cómo producirlo y manipularlo y, según un artículo publicado el 3 de mayo de 2019, ahora también sabemos cómo interferir con la antimateria. Gracias a un interferómetro especialmente diseñado para este estudio, un equipo italiano ha logrado resaltar las propiedades de onda de los positrones, las antipartículas asociadas con los electrones. De este lado, se respeta la simetría. El sistema implementado por los investigadores, sin embargo, abre el camino para pruebas quizás más interesantes.
La interferometría antimateria podría usarse para medir la aceleración de las antipartículas en un campo gravitatorio, que podría explorar muchos problemas. ¿Cae la antimateria de la misma manera que la materia? ¿Son los campos gravitatorios de una masa de materia y la misma masa de antimateria idénticas? Tratar de responder estas preguntas será muy difícil porque la interacción gravitacional es pequeña en la escala de un positrón, pero quizás una pequeña diferencia en la medición finalmente permita comprender dónde está la antimateria del universo.
Imagen del Centro de vuelo espacial Mashall de la NASA.
Fuentes
