Publicado 01/04/2021 12:09CET

Primera manipulación de antimateria con láser

Ilustración artística del movimiento de un átomo de antihidrógeno
Ilustración artística del movimiento de un átomo de antihidrógeno - Chukman So/TRIUMF

MADRID, 1 Abr. (EUROPA PRESS) -

Los investigadores de la colaboración ALPHA, con sede en el CERN (la Organización Europea para la Investigación Nuclear), han anunciado la primera manipulación de antimateria con láser del mundo, enfriando una muestra de antimateria hasta casi el cero absoluto.

El logro, que se detalla en un artículo que aparece en la portada de la revista 'Nature', alterará significativamente el panorama de la investigación de la antimateria y hará avanzar la próxima generación de experimentos.

La antimateria es la contrapartida de la materia en el otro mundo. Presenta características y comportamientos casi idénticos, pero tiene carga opuesta. Dado que se aniquilan al entrar en contacto con la materia, los átomos de antimateria son excepcionalmente difíciles de crear y controlar en nuestro mundo y nunca antes se habían manipulado con un láser.

"Los resultados de hoy son la culminación de un programa de investigación e ingeniería de varios años, realizado en la UBC pero con el apoyo de socios de todo el país", afirma Takamasa Momose, investigador de la Universidad de Columbia Británica (UBC) que forma parte del equipo canadiense de ALPHA (ALPHA-Canadá) y que ha dirigido el desarrollo del láser.

"Con esta técnica, podemos abordar misterios de larga data como: '¿Cómo responde la antimateria a la gravedad? ¿Puede la antimateria ayudarnos a entender las simetrías en la física? --se pregunta en un comunicado--. Estas respuestas pueden alterar fundamentalmente nuestra comprensión de nuestro Universo".

Desde su introducción hace 40 años, la manipulación y el enfriamiento por láser de los átomos ordinarios han revolucionado la física atómica moderna y han permitido realizar varios experimentos ganadores del Nobel. Los resultados de estudio suponen el primer caso en que los científicos aplican estas técnicas a la antimateria.

Al enfriar la antimateria, los investigadores podrán realizar una serie de pruebas de precisión para seguir investigando las características de la antimateria, incluyendo experimentos que podrían arrojar luz sobre las simetrías fundamentales del Universo. Estas pruebas podrían ofrecer pistas sobre por qué el Universo está hecho principalmente de materia y no de partes iguales de materia y antimateria, como predicen los modelos del Big Bang.

"Manipular la antimateria con láser era un sueño un poco loco --afirma Makoto Fujiwara, portavoz de ALPHA-Canadá, científico de TRIUMF y proponente original de la idea del enfriamiento por láser--. Estoy encantado de que nuestro sueño se haya hecho finalmente realidad como resultado del tremendo trabajo en equipo de científicos canadienses e internacionales".

La manipulación por láser de la antimateria también abre la puerta a una serie de innovaciones físicas de vanguardia. Momose y Fujiwara dirigen ahora un nuevo proyecto canadiense, denominado HAICU, para desarrollar nuevas técnicas cuánticas para el estudio de la antimateria.

"Mi próximo sueño es hacer una 'fuente' de antiátomos lanzando la antimateria refrigerada por láser al espacio libre. Si se hace realidad, permitiría una clase totalmente nueva de mediciones cuánticas que antes eran impensables --adelanta Fujiwara--. Además, estamos un paso más cerca de poder fabricar las primeras moléculas de antimateria del mundo uniendo los antiátomos mediante nuestra tecnología de manipulación láser", añade Momose.

Los resultados marcan un punto de inflexión en el programa de investigación sobre antimateria que ALPHA lleva a cabo desde hace décadas y que comenzó con la creación y el atrapamiento de antihidrógeno durante mil segundos, récord mundial, en 2011.

La colaboración también proporcionó un primer vistazo al espectro del antihidrógeno en 2012, fijó los límites del efecto de la gravedad sobre la antimateria en 2013 y mostró una contrapartida de antimateria a un fenómeno espectroscópico clave en 2020.

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