A fines de septiembre, con el revolucionario experimento llamado ALPHA, sucesor del experimento de antimateria ATHENA, los científicos E.K. Anderson de la Universidad de Aarhus (Dinamarca), C.J. Baker de la Universidad de Swansea (Reino Unido), W. Bertsche de la Universidad de Manchester (Reino Unido) y otros colaboradores publicaron en la revista Nature, el estudio Observation of the effect of gravity on the motion of antimatter. Este experimento, realizado en la fábrica de antimateria del Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN), reveló que la antimateria se comporta como la materia bajo la acción de la gravedad, marcando un hito significativo en la comprensión de las fuerzas fundamentales del universo.
El proyecto ALPHA, establecido a finales del 2005 con objetivos de investigación en el campo de la física de partículas, fabrica, captura y estudia átomos de antihidrógeno y los compara con átomos de hidrógeno (en su estructura física).
Inserción del aparato ALPHA. Créditos: CERN.
El CERN es un laboratorio de investigación de la estructura fundamental de las partículas que componen todo lo que existe en el universo, especializado en física experimental y teoría de partículas. Se encuentra en la frontera de Suiza y Francia. En concreto, posee el acelerador de partículas más grande del mundo: Gran Colisionador de Hadrones (LHC, según siglas de su nominación en inglés, Large Hadron Collider). El LHC consta de un anillo de 27 kilómetros de imanes superconductores con una serie de estructuras aceleradoras que tienen por objeto aumentar la energía de las partículas a medida que recorren el anillo.
El objetivo principal del CERN es conocer mediante el estudio de las partículas que lo componen: la naturaleza del universo, de qué está compuesto y cuál fue su origen.
Antimateria
Por primera vez en la historia, el 15 de septiembre de 1995 se crearon átomos de antihidrógeno bajo el proyecto Lear (fábrica de antimateria) que se llevó a cabo en el CERN.
Entender qué es la antimateria no es difícil. Es un tipo de materia que está constituido por antipartículas, partículas con la misma masa de las partículas de la materia conocida, pero con carga eléctrica opuesta. La antipartícula del electrón es el positrón y la antipartícula del protón es el antiprotón.
La antimateria tiene una propiedad importante. Cuando entra en contacto directo con la materia, ambas se aniquilan, liberando una gran cantidad de energía bajo la forma de fotones de alta energía. Lo mismo ocurre con otros posibles pares partícula/antipartícula.
El átomo de hidrógeno es el átomo más simple de todos. Está formado por un solo protón orbitado por un electrón. Unas tres cuartas partes de toda la materia ordinaria del universo es hidrógeno y el átomo de hidrógeno es uno de los sistemas mejor comprendidos en física.
La comparación con el antihidrógeno ofrece una ruta para comprender la física que comprende la materia y la antimateria en el universo.
En una explicación reducida, la receta de creación de la antimateria consiste en crear el antihidrógeno. Se inicia con la generación de antiprotones, es decir, con la producción de protones con carga negativa en aceleradores de partículas donde partículas subatómicas son aceleradas a velocidades cercanas a la de la luz (aproximadamente a unos 300 000 kilómetros por segundo).
En simultáneo se generan positrones, es decir, electrones con carga positiva. Los positrones se obtienen mediante la desintegración de ciertos radioisótopos. Los radioisótopos son, en esencia, la forma inestable de un elemento que emite radiación para transformarse en una forma más estable.
En la fase siguiente, los antiprotones y positrones se combinan hábilmente para formar antihidrógeno. Este proceso requiere una precisión extrema, ya que las partículas deben ser ralentizadas y dirigidas con gran precisión para evitar colisiones no deseadas. El empleo de una trampa magnética resulta ser una herramienta esencial en este paso, ya que permite contener los átomos de antimateria y evitar que entren en contacto con la materia ordinaria (lo que resultaría en su aniquilación mutua).
Para llevar a cabo estos procedimientos como mencionamos anteriormente, se utilizan aceleradores de partículas, como el LHC, cuya función consiste principalmente en acelerar partículas subatómicas y colisionarlas en experimentos de alta energía.
CMS (por sus siglas del nombre en inglés, Compact Muon Solenoid), parte del LHC. Créditos: CERN.
Gravedad según Albert Einstein
En la actualidad, el legado histórico de Isaac Newton en relación con la gravedad, y presentado en el siglo XVII, es ampliamente reconocido. Se cuenta la anécdota de que su inspiración surgió al observar una manzana caer al suelo desde un árbol, llevándolo a reflexionar sobre la razón detrás de este fenómeno. Sin embargo, surgían varias preguntas intrigantes: ¿cómo se comportaría una manzana compuesta de antimateria?, ¿seguiría las mismas leyes gravitacionales si existiese?
A primera vista la idea podría sonar demasiado peculiar. Sin embargo, condujo al cuestionamiento de si las reglas familiares de la gravedad se aplicarían de la misma manera en aquel contexto singular.
Así fue que a finales del año 1915, el científico nacido en Alemania, Albert Einstein (1879-1955) postuló la Teoría de Relatividad General.
