Uno de los retos a los que se enfrentan los físicos es explicar por qué la materia sobrevivió a la antimateria tras el Big Bang, cuando se supone que se deberían haber aniquilado mutuamente.
Mediante técnicas espectroscópicas, la colaboración científica internacional ALPHA del CERN ha registrado la medición más precisa de antimateria. El estudio se publicó esta semana en la revista Nature.
“Usando antihidrógenos, hemos demostrado que la antimateria se puede medir de forma similar a la materia, logrando la mejor y más precisa medida hecha hasta ahora sobre la antimateria”, explica Jeffrey Hangst, uno de los investigadores del proyecto y profesor de Física y Astronomía en la Universidad Aarhus de Dinamarca.
Aunque la misma técnica se puede aplicar al estudio de los antiátomos, la antimateria es mucho más difícil de producir y atrapar, por lo que es más complicado determinar sus propiedades.
En 2017, la colaboración ALPHA ya había observado experimentalmente en los antihidrógenos la denominada transición 1S-2S, donde estos átomos de antimateria (formados por un antiprotón y un antielectrón) pasaban de un estado fundamental a otro excitado.
Ahora lo que ha conseguido Jeffrey Hangst y sus colegas es caracterizar de forma detallada uno de los componentes hiperfinos de esa transición.
Los resultados revelaron que la frecuencia de resonancia o máxima oscilación de la transición 1S-2S para el antihidrógeno coincide con la frecuencia esperada para esta misma transición en su homólogo de la materia, el hidrógeno, con una precisión de dos partes en un billón.
Retos de la antimateria
Entre los próximos retos para comprender mejor la antimateria, Hangst adelanta que estudiarán más transiciones de estado en los átomos de antihidrógeno. “Ya hemos observando algunas. Se podría usar la analogía de la luz, donde hay diferentes colores aunque no todo el espectro es visible”, compara el investigador.
Otro de los proyectos en los que el equipo se ha embarcado es analizar como la antimateria reacciona ante la gravedad, como comenta Hangst: “Queremos estudiar qué pasará cuando la dejemos caer. Para ello estamos construyendo una máquina que atrapará la antimateria y luego la soltará. Este experimento se llama Alpha G, por la g de gravedad”.
De momento, la investigación presentada esta semana se encuadra dentro de la ciencia básica: “No pensamos en aplicaciones con nuestro trabajo, sino sobre la naturaleza del universo y como el espacio y el tiempo se comportan de una manera muy fundamental”, concluye el científico de ALPHA.
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