La antimateria también cae por la gravedad como la materia normal

Si dejaras caer antimateria, por ejemplo, un átomo de antihidrógeno, ¿caería hacia abajo o hacia arriba? Pues, en un experimento de laboratorio único, los investigadores del CERN han conseguido ya observar, por primera vez, el camino descendente que siguen los átomos individuales de antihidrógeno.

Por lo tanto, este ensayo es histórico porque da una primera respuesta científica: la antimateria también cae, como la famosa manzana que observó Isaac Newton.

Así pues, este experimento del CERN es el primero en confirmar que la antimateria y la materia regular son atraídas por la gravedad. Además, su descubrimiento también descarta la repulsión gravitacional como la razón por la cual la antimateria está, en gran medida ausente, del universo observable.

Más de diez potencias, entre ellas Estados Unidos y la Unión Europea, han apoyado económicamente este programa pionero de investigación que ha realizado un equipo internacional que trabaja en el 'ALPHA', el Equipo de Física Láser de Antihidrógeno, que está situado en el CERN de Suiza y cuyos hallazgos acaba de publicar este jueves en la revista Nature.

"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", explica Vyacheslav Lukin,uno de los directores de este proyecto.

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Volátil materia

Más allá de los imaginados motores alimentados con antimateria y los torpedos de fotones de Star Trek, la antimateria es completamente real, aunque misteriosamente escasa. Por primera vez, este experimento con el antihidrógeno confirma en la práctica la famosa Teoría de la Relatividad General de Einstein que dice que la antimateria debería comportarse exactamente igual que la materia.

"Hasta el resultado de hoy, nadie había realizado realmente una observación directa que pudiera descartar, por ejemplo, que el antihidrógeno se mueva hacia arriba y no hacia abajo en un campo gravitacional ", advierte Jonathan Wurtele, físico de la Universidad de California en Berkeley y miembro de la colaboración ALPHA.

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

Naturaleza diferente

La antimateria es gemela de la materia normal, pero tiene 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 investigadores es que "tan pronto como la antimateria toca la materia, explota", añade Joel Fajans, físico del plasma de la Universidad de California en Berkeley.

De hecho, 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", subraya Fajans.

Sin embargo, 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.

Explosión de antimateria

Este experimento emula otro histórico que se realizó Galileo Galilei, en el siglo XVI, en la Torre Inclinada de Pisa, y que demostró dos objetos lanzados simultáneamente. de volumen similar pero masa diferente, sufren la misma aceleración gravitacional. Pero el experimento ALPHA, el antihidrógeno estaba contenido dentro de una cámara de vacío cilíndrica alta, con una trampa magnética variable, llamada ALPHA-g.

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Los científicos redujeron la fuerza de los campos magnéticos superior e inferior de la trampa hasta que los átomos de antihidrógeno pudieron escapar y la influencia relativamente débil de la gravedad se hizo evidente.

A medida que cada átomo de antihidrógeno escapaba de la trampa magnética, tocaba las paredes de la cámara por encima o por debajo de la trampa y se aniquilaba, lo que los científicos podían detectar y contar. Por tanto, la gravedad hacía que el antihidrógeno cayera.