Los físicos llevaron a cabo las primeras mediciones precisas de cómo la luz interactúa con las partículas de antimateria y no encontraron diferencias significativas en su comportamiento en comparación con la materia ordinaria, lo que una vez más hizo que los científicos se preguntaran por qué existe el universo. Sus hallazgos fueron publicados en la revista Nature.
“Estas son las primeras mediciones espectroscópicas reales de las propiedades de la antimateria obtenidas con láseres. La precisión ultra alta de nuestras últimas mediciones ha sido un gran logro para nuestro equipo. Hemos estado tratando de alcanzar este hito durante 30 años, y finalmente logramos hacer realidad este sueño”, dijo Jeffrey Hangst, representante oficial de la colaboración ALPHA.
Según los científicos de hoy, en los primeros momentos después del Big Bang, apareció una cantidad igual de materia y antimateria. Al mismo tiempo, el Modelo Estándar de Física dice que las propiedades de las partículas de antimateria reflejan las características de sus gemelos, con la excepción de la carga. En otras palabras, las propiedades químicas y físicas de los átomos de antimateria y materia deben ser idénticas.
Dado que la materia y la antimateria se aniquilan tras la colisión, durante el nacimiento del Universo, sus partículas tuvieron que destruirse entre sí, privando al universo de todas las reservas de materia y antimateria. Por lo tanto, surge la pregunta: dónde "desapareció" la antimateria y por qué existe el Universo.
norte
Se cree que una de las razones de la "asimetría de la materia" puede residir en la existencia de diferencias pequeñas, pero bastante significativas, en la estructura y propiedades de las partículas de antimateria. En los últimos años, los físicos han encontrado varios indicios de que tales diferencias, por ejemplo, en las masas de protones y antiprotones, todavía existen, pero su cambio exacto se ve obstaculizado por la baja precisión de los instrumentos y la escala microscópica de esta asimetría.
Angst y sus colegas han estado tratando durante años de encontrar indicios de diferencias en las propiedades de la materia y la antimateria utilizando el instrumento ALPHA-2, una trampa especial para positrones y antiprotones, obligándolos a combinarse y formar átomos individuales de antimateria. Debido al aislamiento absoluto, los átomos de antimateria pueden existir en esta trampa durante varios días sin descomponerse ni aniquilarse.
El equipo de ALPHA ha estado tratando de medir durante mucho tiempo el espectro de átomos de antihidrógeno, y la comparación con datos similares para el hidrógeno mostrará si la luz interactúa de la misma manera con dos formas de materia y si existen incluso las diferencias más pequeñas en la masa de sus partículas.
Los primeros resultados de este tipo se obtuvieron hace seis años y dos años, pero estas mediciones no fueron precisas debido a que no se realizaron de manera directa, sino indirecta, observando las consecuencias de la colisión de partículas de antimateria y materia. Los científicos se vieron obligados a actuar de esta manera debido al hecho de que había muy pocos átomos de antihidrógeno. Esto impidió la búsqueda de posibles rastros de la "nueva física" y la solución del misterio de la desaparición de la antimateria.
Video promocional:
Angst y sus colegas pudieron resolver este problema modificando la estructura de la trampa de tal manera que les permitió irradiar antihidrógeno con siete tipos de rayos láser a la vez. Combinando imágenes obtenidas durante tal "bombardeo", los científicos pudieron aumentar la precisión de las mediciones en 100 veces y lograr un nivel de error que no exceda las dos partes por billón. Esto es sólo tres órdenes de magnitud menos que la precisión alcanzada al "disparar" hidrógeno.
Como en las dos últimas ocasiones, los espectros de materia y antimateria coincidieron por completo, lo que sugiere que interactúan con la luz de la misma manera y, presumiblemente, tienen masa idéntica. Junto con otras mediciones recientes de otras propiedades de los antiprotones, este descubrimiento hace que los científicos se pregunten cada vez más dónde se "esconde" la diferencia entre materia y antimateria.
Las primeras respuestas a estas preguntas, como esperan Angst y sus colegas, se recibirán muy pronto, cuando ALPHA-2 se modernice y amplíe, lo que aumentará la precisión de las mediciones del espectro en varios órdenes de magnitud y se acercará a resolver el misterio de la existencia del Universo.
