Un experimento dispara un láser contra átomos de antimateria por primera vez

Un experimento en Ginebra (Suiza) acaba de dar un paso necesario para entender por qué estamos aquí. Científicos del laboratorio europeo de física de partículas CERN han disparado un rayo láser contra átomos de antimateria por primera vez. Los resultados del experimento Alpha son la culminación de 20 años de trabajo y han permitido medir una propiedad fundamental del antihidrógeno.

Materia y antimateria son idénticas, pero con carga opuesta, con lo que una aniquila a la otra cuando se tocan. Los resultados, publicados en Nature, son un primer paso para saber si realmente son simétricas o hay sutiles diferencias entre ambas. Resolver este enigma puede contribuir a explicar por qué el universo no quedó totalmente condenado en su origen, pues hace 13.700 millones de años, tras el Big Bang, debía haber igual cantidad de materia y antimateria, con lo que el cosmos habría evolucionado hasta convertirse en un desierto de radiación. Para que existan galaxias, estrellas, planetas y seres vivos hechos de materia debió haber un desequilibrio que acabó en triunfo absoluto, pues en la actualidad no se observan concentraciones significativas de antimateria en el cosmos.

En busca de indicios sobre esa posible diferencia tan esencial, el equipo de Alpha ha perfeccionado una trampa de antimateria que ha permitido por primera vez observar el espectro de emisión de luz del antihidrógeno y compararlo con el hidrógeno convencional. Los átomos están compuestos de un núcleo en torno al cual orbitan los electrones y estos le dan a cada elemento un espectro único e intransferible.

Hace 13.700 millones de años, tras el Big Bang, debía haber igual cantidad de materia y antimateria

La trampa de antimateria es un tubo de vacío de un tamaño similar a un bote de refresco donde capturan 15 antiátomos usando potentes campos magnéticos. “Después disparamos el láser en una frecuencia concreta que excita los átomos, lo que hace que emitan el espectro de luz”, explica Jeffrey Hangst, físico de la Universidad de Aarhus (Dinamarca) y portavoz de Alpha. El efecto del láser hace que los antiátomos escapen de su trampa y se destruyan al contacto con la materia convencional, pero en cada tanda de experimentos se mide su espectro hasta conseguir determinarlo con exactitud. Hasta este año el equipo no había conseguido que el láser tuviera la suficiente potencia como para medir esta propiedad fundamental, señala Hangst.

Los resultados muestran que el espectro del antihidrógeno es idéntico al del hidrógeno. Es lo que cabía esperar según el modelo estándar de física de partículas, que por ahora describe a la perfección el comportamiento de los componentes fundamentales de la materia. Pero ese modelo solo describe el 5% del universo y deja sin responder adónde fue a parar toda la antimateria. A partir de ahora, el equipo espera afinar sus observaciones. “Se trata de un experimento de alta precisión así que podremos ver diferencias muy pequeñas que no se han observado antes”, explica Hangst.