Vivimos en un universo hecho de materia. Los físicos quieren saber por qué la materia ha reemplazado a su gemelo antimateria, y esta semana la colaboración de ALPHA en el CERN ha dado un paso más para desentrañar el misterio.
ALPHA, un experimento colaborativo internacional establecido en 2005, fue diseñado para atrapar y medir partículas de antihidrógeno con un experimento especialmente diseñado. Está retomando donde dejó su predecesora de búsqueda de antimateria, ATHENA. La atención se centra en el antihidrógeno porque el hidrógeno es el elemento más frecuente en el universo y su estructura es extremadamente conocida por los científicos.
Cada átomo de hidrógeno tiene un electrón en órbita alrededor de su núcleo. Disparar luz a los átomos excita al electrón, lo que hace que salte a una órbita más alejada del núcleo antes de que se relaje y vuelva a su órbita en reposo emitiendo luz en el proceso. La distribución de frecuencia de esta luz emitida es conocida; se ha medido con precisión y, en nuestro universo hecho de materia, es exclusivo del hidrógeno.
La física básica dicta que el gemelo antimateria del hidrógeno, el antihidrógeno, debe ser igualmente reconocible al tener un espectro idéntico. Es decir, si todo lo que sabemos sobre física de partículas es correcto. Capturar y medir el espectro de antihidrógeno es el objetivo principal del grupo ALPHA.
ALPHA ha tomado las primeras medidas modestas de antihidrógeno. En el aparato ALPHA, el antihidrógeno queda atrapado por una disposición de imanes que afectan el campo magnético de los átomos. Las microondas sintonizadas a una frecuencia específica dirigida a estos átomos de antihidrógeno invierten su orientación magnética y las liberan. El antihidrógeno liberado se encuentra con el hidrógeno cuando escapa y los dos se aniquilan entre sí, dejando un patrón bien conocido en los detectores de partículas que rodean el aparato.
El aparato captó evidencia de las órbitas de salto de electrones en un átomo de antihidrógeno después de que la radiación de microondas cambió su estado interno. El resultado demuestra aún más la validez del enfoque de ALPHA, demostrando que el aparato tiene suficiente control y sensibilidad para llevar a cabo con éxito el experimento para el que fue diseñado. En el futuro, ALPHA se enfocará en mejorar la precisión de sus mediciones de microondas para descubrir el espectro antihidrógeno usando láseres.
Los resultados emocionantes fueron difíciles de obtener ya que el antihidrógeno no existe en la naturaleza. Está hecho en el aparato ALPHA a partir de antiprotones que se fabrican en el desacelerador antiprotón y positrones de una fuente radiactiva. Y tiene que tener un nivel de energía lo suficientemente bajo como para permanecer atrapado para las mediciones. Pero está funcionando, y podría dar a los físicos la clave que necesitan para comprender el misterio del universo primitivo.
Fuente: CERN
