¡Abajo se va la antimateria! Se revela el efecto de la gravedad sobre el esquivo gemelo de la materia

Al confirmar que la antimateria y la materia regular son atraídas gravitacionalmente, el hallazgo también descarta la repulsión gravitacional como la razón por la cual la antimateria está ausente en gran medida del universo observable.

Investigadores de la colaboración internacional Aparato de Física Láser Antihidrógeno (ALPHA) en el CERN en Suiza publicaron sus hallazgos hoy en la revista Nature, un esfuerzo apoyado por más de una docena de países e instituciones privadas, incluido Estados Unidos a través de la Fundación/Departamento Nacional de Ciencias de Estados Unidos. of Energy Partnership en el programa de Ingeniería y Ciencia Básica del Plasma.

"El éxito de la colaboración ALPHA es un testimonio de la importancia del trabajo en equipo entre continentes y comunidades científicas", dice Vyacheslav "Slava" Lukin, director de programa de la División de Física de NSF. "Comprender la naturaleza de la antimateria puede ayudarnos no sólo a comprender cómo surgió nuestro universo, sino que también puede permitir nuevas innovaciones nunca antes creídas posibles, como las tomografías por emisión de positrones (PET, por sus siglas en inglés) que han salvado muchas vidas al aplicar nuestro conocimiento sobre la antimateria para detectar células cancerosas. tumores en el cuerpo."

El gemelo esquivo y volátil de la materia

Más allá de los imaginados motores warp alimentados con antimateria y los torpedos de fotones de Star Trek, la antimateria es completamente real, aunque misteriosamente escasa.

"La teoría de la relatividad general de Einstein dice que la antimateria debería comportarse exactamente igual que la materia", dijo Jonathan Wurtele, físico del plasma de la Universidad de California en Berkeley y miembro de la colaboración ALPHA. "Muchas mediciones indirectas indican que la gravedad interactúa con la antimateria como se esperaba", añadió, "pero hasta el resultado de hoy, nadie había realizado realmente una observación directa que pudiera descartar, por ejemplo, que el antihidrógeno se moviera hacia arriba y no hacia abajo en un campo gravitacional. "

Nuestros cuerpos, la Tierra y casi todo lo que los científicos conocen sobre el universo están compuestos en su abrumadora mayoría de materia regular compuesta de protones, neutrones y electrones, como los átomos de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos de la tabla periódica.

La antimateria, por otra parte, es gemela de la materia normal, aunque con algunas propiedades opuestas. Por ejemplo, los antiprotones tienen carga negativa mientras que los protones tienen carga positiva. Los antielectrones (también conocidos como positrones) son positivos mientras que los electrones son negativos.

Sin embargo, quizás lo más desafiante para los experimentadores es que "tan pronto como la antimateria toca la materia, explota", dijo Joel Fajans, miembro de la colaboración ALPHA y físico del plasma de la Universidad de California en Berkeley.

La masa combinada de materia y antimateria se transforma completamente en energía en una reacción tan poderosa que los científicos la llaman aniquilación.

"Para una masa dada, tales aniquilaciones son la forma más densa de liberación de energía que conocemos", añadió Fajans.

Pero la cantidad de antimateria utilizada en el experimento ALPHA es tan pequeña que la energía creada por la aniquilación de antimateria/materia es perceptible sólo para detectores sensibles.

"Aun así, tenemos que manipular la antimateria con mucho cuidado o la perderemos", afirmó Fajans.

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