Científicos de la colaboración ALPHA del CERN han presentado la primera evidencia directa de cómo los átomos de antimateria interactúan con la gravedad.
El estudio, que publica Nature Communications, se ha centrado en en medir la masa gravitacional del antihidrógeno.
Experimento
ALPHA. / CERN
SINC | 30
abril 2013 17:30
En 2010 los
miembros del experimento ALPHA del CERN ya consiguieron
atrapar antihidrógeno, el átomo de antimateria neutra más simple. Ahora
han medido por primera vez su masa gravitacional –fuerza de atracción en un
campo gravitatorio– y ver su proporción respecto a su masa inercial
–resistencia al cambio de velocidad–.
Los
resultados revelan que si un átomo de antihidrógeno cae hacia abajo, su masa
gravitacional es no más de 110 veces mayor que su masa inercial. Pero si
cayera hacia arriba, su masa gravitacional es a lo sumo 65 veces mayor.
Los datos permiten establecer estos límites.
En cualquier
caso lo que demuestra el estudio es que se puede medir la gravedad de la
antimateria. La técnica para hacerlo se publica ahora en la revista Nature
Communications , y el equipo confía en que vaya adquiriendo cada vez
más precisión.
“Uno de los
grandes interrogantes sobre la antimateria neutra es cómo se comporta cuando
interactúa gravitacionalmente con la materia”, explica a SINC Marcelo
Baquero-Ruiz, de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) y coautor
del trabajo.
“Hay muchos
argumentos que sugieren que ambas se debería atraer y comportarse de la misma
manera –prosigue–. Sin embargo, nunca nadie ha tenido la posibilidad de poner a
prueba experimentalmente esta afirmación hasta ahora. Pero quedan preguntas sin
resolver: ¿Se caerá la antimateria hacia arriba o hacia abajo? ¿O tal vez es atraída
hacia la materia pero con una aceleración diferente?”
Estas
cuestiones siguen intrigando a los físicos, añade Joel Fajans, otro miembro de
la colaboración en la Universidad de California-Berkeley, ya que "en el
caso improbable de que la antimateria se cayera hacia arriba, tendríamos que
revisar radicalmente nuestra visión de la física y repensar cómo funciona el
universo".
¿La
antimateria se cae hacia arriba o abajo?
Pero los
argumentos teóricos actuales predicen que los átomos de hidrógeno y antihidrógeno
tienen la misma masa y deben interactuar ante la gravedad de la misma manera.
Si se libera un átomo, debería experimentar una fuerza hacia abajo tanto si
está hecho de materia o antimateria.
"El
aparato ALPHA puede atrapar átomos de antihidrógeno y luego liberarlos a
propósito", aclara Jeffrey Hangst, el portavoz de ALPHA, para explicar la
técnica que ha seguido. "Utilizamos nuestro detector de aniquilación
sensible a la posición para ver si podíamos observar la influencia de la
gravedad en esos átomos liberados".
El equipo ha
analizado con carácter retroactivo cómo los átomos de antihidrógeno se movieron
cuando se liberaban, lo que les ha permitido establecer los límites a los
efectos gravitacionales, pero de momento se trata de un primer paso.
Los
científicos confían en que cuando se reanude el experimento en 2014 con una
trampa de antimateria actualizada, bautizada con ALPHA-2, se logren más
avances. Además, el CERN prepara otros experimentos, como AEgIS y GBAR, para
seguir midiendo cómo la gravedad afecta al antihidrógeno.
Referencia bibliográfica:
Fecha de consulta: 06/05/2013
The ALPHA Collaboration y A.E. Charman. “Description and first application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen”. Nature Communications, 30 de abril de 2013. DOI: 10.1038/ncomms2787
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