"Todas nuestras observaciones encuentran una simetría completa entre la materia y la antimateria, por lo que nuestro universo no debería haber existido", dice Christian Smorra, de la colaboración BASE en el centro de investigación CERN. “Debe haber asimetría en alguna parte, pero no entendemos exactamente dónde. ¿Qué rompe la simetría, cuál es la fuente?"
La búsqueda continúa. Hasta ahora, no se ha encontrado ninguna diferencia entre protones y antiprotones, y podría explicar la existencia de materia en nuestro Universo. Sin embargo, los físicos en colaboración con BASE en el Centro de Investigación del CERN han podido medir la fuerza magnética de los antiprotones con una precisión sin precedentes. Sin embargo, estos datos no proporcionaron ninguna información sobre cómo se formó la materia en el universo temprano, ya que las partículas y las antipartículas deberían haberse destruido completamente entre sí.
Las últimas mediciones BASE han demostrado la identidad completa de protones y antiprotones, confirmando una vez más el Modelo Estándar de física de partículas. Los científicos de todo el mundo utilizan una variedad de métodos para encontrar al menos algunas diferencias, de cualquier magnitud. El desequilibrio materia-antimateria en el Universo es uno de los temas más candentes de discusión en la física moderna.
La colaboración multinacional BASE en el CERN reúne a científicos de universidades e institutos de todo el mundo. Comparan con gran precisión las propiedades magnéticas de protones y antiprotones. El momento magnético es un componente importante de las partículas y se puede representar aproximadamente como el equivalente de una barra magnética en miniatura. El llamado factor g mide la fuerza del campo magnético.
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“La gran pregunta es si el antiprotón tiene el mismo magnetismo que el protón”, explica Stephan Ulmer, portavoz del grupo BASE. "Aquí hay un acertijo que debemos resolver".
La colaboración BASE presentó mediciones de alta precisión del factor g del antiprotón en enero de 2017, pero las mediciones actuales son mucho más precisas. La medición actual de alta precisión ha determinado el factor g en nueve dígitos significativos. Esto equivale a medir la circunferencia de la tierra a los cuatro centímetros más cercanos. El valor 2,7928473441 (42) es 350 veces más preciso que los resultados publicados en enero.
“Este asombroso aumento de la precisión en tan poco tiempo es posible gracias a técnicas completamente nuevas”, dice Ulmer. Los científicos primero tomaron dos antiprotones y los analizaron usando dos trampas de Penning.
Los antiprotones se crean artificialmente en el CERN y los científicos los almacenan atrapados en un experimento. Los antiprotones del experimento actual se aislaron en 2015 y se midieron de agosto a diciembre de 2016. De hecho, este es el período de retención de antimateria más largo de todos los tiempos. Los antiprotones pasaron 405 días en el vacío, en el que había diez veces menos partículas que en el espacio interestelar. Se utilizaron un total de 16 antiprotones, enfriados hasta casi el cero absoluto.
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El factor g medido del antiprotón se comparó con el factor g del protón, que se midió con una precisión increíble en 2014. Al final, no se encontró ninguna diferencia. Esto confirma la simetría CPT, según la cual el universo tiene una simetría fundamental entre partículas y antipartículas.
Ahora los científicos de BASE tendrán que desarrollar e implementar métodos para una medición aún más precisa de las propiedades del protón y el antiprotón con el fin de encontrar la respuesta a la pregunta de interés para todos.
