Un electrón y su contraparte de antimateria, el positrón, tienen exactamente la misma masa, aunque sus cargas eléctricas son opuestas. Comparar con la máxima precisión cómo se comportan ambos es una de las vías con las que la física intenta entender por qué el universo está hecho casi solo de materia. Un equipo de la Universidad Northwestern acaba de dar un paso en esa dirección: ha logrado mantener atrapado un positrón durante meses. Estas son las claves del avance.
¿Qué se ha conseguido exactamente?
Los investigadores han atrapado un positrón, la antipartícula del electrón, y lo han mantenido confinado durante meses. No es un detalle menor: tener la partícula disponible durante tanto tiempo les permite repetir las mediciones una y otra vez, algo que en este campo no resulta nada sencillo.
El objetivo es estudiar las propiedades cuánticas del positrón y compararlas con las del electrón. Según los datos disponibles, el nuevo dispositivo hace que las mediciones de antimateria sean unas 30 veces más precisas que lo que era posible antes.
30 veces más precisas que las mediciones de antimateria anteriores, según la American Physical Society.
Esa cifra se atribuye a la American Physical Society, pero los textos disponibles no aclaran si se trata de una estimación prevista o de un resultado medido.
¿Quién lo ha hecho?
El trabajo lo ha realizado un equipo de investigadores de Northwestern, dirigido por Gerald Gabrielse. El grupo desarrolló un aparato al que denomina ciclotrón cuántico de un solo positrón, diseñado para sostener una única antipartícula y observarla con detalle.
Los textos disponibles no precisan la ubicación concreta del laboratorio ni la fecha en que se realizó el experimento, de modo que no es posible situarlo con más exactitud en el tiempo o en el espacio.
¿Cómo funciona el dispositivo?
El sistema emplea campos eléctricos y magnéticos para mantener el positrón en un vacío a una temperatura cercana al cero absoluto. El valor exacto de esa temperatura no se especifica, pero el frío extremo cumple una función clave: con él, la antipartícula se encontraba en su estado de energía más baja.
Ese punto de partida permitió a los científicos inducir cambios controlados en su comportamiento cuántico, es decir, provocar variaciones concretas y observar cómo respondía la partícula. Es la base para comparar con precisión su conducta con la del electrón.
El dispositivo mantiene un único positrón. Su diseño, según el texto, está pensado para sostener una sola antipartícula y observarla con detalle, no para trabajar con grandes cantidades de antimateria.
¿Por qué es tan difícil estudiar la antimateria?
Producir antimateria en un laboratorio es posible, pero estudiarla sigue siendo muy complicado. El motivo es que, cuando una antipartícula entra en contacto con materia ordinaria, ambas se aniquilan y liberan energía. Por eso las instalaciones recurren a cámaras de vacío y campos electromagnéticos para mantener las antipartículas suspendidas y aisladas.
Esa solución, sin embargo, resuelve el problema solo en parte. Los físicos ya habían logrado mediciones muy precisas con electrones, pero alcanzar el mismo nivel de exactitud con positrones había resultado más difícil.
El enfoque de Northwestern se diferencia de otros métodos de la física de partículas en un aspecto esencial: no destruye la partícula. Al conservarla, el equipo puede repetir las medidas durante meses en lugar de disponer de una sola oportunidad.
¿Han encontrado alguna diferencia entre el positrón y el electrón?
De momento, no. Hasta ahora el experimento no ha revelado diferencias inesperadas entre ambas partículas. Lo que sí se ha logrado es mejorar la capacidad de detectar posibles diferencias entre las partículas de antimateria y las de materia.
Es decir, el avance no consiste en un hallazgo sorprendente sobre el positrón, sino en una herramienta mucho más afinada para buscarlo. Si existen pequeñas discrepancias que los experimentos anteriores no pudieron captar, este dispositivo tiene más opciones de dejarlas al descubierto.
¿Por qué importa y qué significa?
Según la teoría, la antimateria debería existir en las mismas cantidades que la materia. Sin embargo, casi todo lo que se observa en el universo es materia ordinaria, y por qué ocurre así sigue sin conocerse. Las preguntas pendientes son cuán parecidas son realmente ambas formas de materia y si hay diferencias sutiles que se hayan escapado hasta ahora.
Si futuras mediciones encontraran que un positrón responde a los campos magnéticos de forma distinta a un electrón, los científicos tendrían que revisar algunas de las leyes que utilizan para explicar el comportamiento de la materia y la antimateria.
¿Qué viene ahora?
El siguiente paso del equipo es comparar las propiedades magnéticas de electrones y positrones con mayor precisión. No se han dado a conocer fechas ni plazos para esa nueva fase, así que habrá que esperar para saber si la medición más fina deja ver alguna grieta en el conocimiento actual.
Lo que los textos disponibles no precisan:
- La fecha de publicación del trabajo y la fecha en que se realizó el experimento.
- La ubicación concreta del laboratorio de Northwestern.
- El valor exacto de la temperatura de funcionamiento, más allá de «cercana al cero absoluto».
- Si la cifra de 30 veces más precisión es una estimación prevista o un resultado medido.
Por la redacción de GUAY.news.
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