Los misterios de la antimateria

Las antipartículas componen otra realidad que, teóricamente, formaba la mitad del universo tras el big bang y ahora solo se puede fabricar en laboratorio.

En el ámbito subatómico, manejamos otros rasgos: la masa, la carga, el momento angular y el momento magnético. Los dos primeros resultan fáciles de entender, pero no los dos últimos. Simplificando, podemos equiparar momento angular a la rotación y momento magnético a que las partículas –supuestas esferas– se comportan como imanes, con un polo norte y un polo sur magnéticos.

Entonces, ¿qué es un antielectrón o positrón? Su primer rasgo distintivo es que tiene carga positiva en lugar de negativa. E igual que ocurre cuando vemos girar un balón en el espejo, su rotación o momento angular también está trastocado. Esto le obliga a tener intercambiados sus polos norte y sur respecto al electrón, pero, como la carga también está invertida, el momento magnético permanece invariable.

Lo mismo sucede con el protón y su correspondiente antiprotón, aunque no con el neutrón. Como esta última partícula subatómica no tiene carga, la única inversión posible afecta a sus polos magnéticos. Y ya tenemos las tres piezas necesarias para construir la antimateria: un antiprotón y un positrón forman el átomo de antihidrógeno.

La característica más importante de esta 'realidad alternativa' causa perplejidad: cuando una partícula y su antipartícula entran en contacto, se aniquilan mutuamente. La destrucción de un solo gramo produce tanta energía como la liberada por la bomba de Hiroshima. Y al revés: si tenemos energía suficiente podemos crear una partícula y su correspondiente antipartícula, como se consigue en los aceleradores. En ellos se han hecho colisionar electrones y positrones a velocidades cercanas a la de la luz –desde 1987– o se fabrican átomos de antihidrógeno, hito alcanzado por el CERN en 1995.

Y el pasado mes de diciembre, la misma institución obtuvo un "resultado asombroso", según Alan Kostelecky, físico teórico de la Universidad de Indiana (EE. UU.):  el espectro de absorción de luz –una especie de huella dactilar– del antihidrógeno. Lo relevante es que al ser idéntico al del hidrógeno corrobora la teoría de la relatividad especial.

El mundo de la antimateria encierra muchos enigmas aún sin resolver, pero el más intrigante de todos estriba en explicar por qué no existe de manera natural. Según el modelo estándar, con el big bang surgió tanta cantidad de materia como de su contrapartida, pues la conversión de la energía exige que de un fotón se forme una partícula y su antipartícula. Ahora bien, si este 50-50 fuera exacto no estaríamos aquí: los contrarios se habrían destruido entre sí. ¿Qué pasó exactamente? 

Foto: laboratorio de antipartículas Alpha, del CERN.

 

Más información sobre el tema en el artículo Los misterios de la antimateria, escrito por Miguel Ángel Sabadell. Puedes leerlo íntegramente en el número 431 de Muy Interesante.

 

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Etiquetas: Universofísicainvestigación

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