¿La materia y la antimateria tienen el mismo peso?

Allen Mills. (Foto: Mills lab, UC Riverside)

¿La antimateria se comporta ante la gravedad de un modo distinto a como lo hace la materia? Un equipo de físicos se ha propuesto hallar la respuesta. Si la encuentran, ésta podría explicar por qué hoy en día no hay antimateria de manera natural en el universo, excepto durante instantes fugaces cuando es creada en el marco de fenómenos astrofísicos de alta energía. La explicación también permitiría averiguar por qué el universo se está expandiendo, aparentemente a una velocidad cada vez mayor.


Cada partícula de materia tiene una antipartícula correspondiente de antimateria. Los electrones son partículas negativamente cargadas que rodean el núcleo de cada átomo. El positrón es la antipartícula del electrón, y exhibe una carga positiva. Cuando la materia ordinaria entra en contacto con la antimateria, ambas tienden a aniquilarse mutuamente.


Cuando un electrón se encuentra con un positrón, ambos pueden sufrir una aniquilación mutua o bien formarse el positronio, un átomo parecido al hidrógeno, brevemente estable. La estabilidad de un átomo de positronio se ve entonces amenazada de nuevo cuando este átomo choca con otro de positronio. Una colisión de dos átomos de positronio puede producir su aniquilación mutua, acompañada por la producción de radiación gamma, o la creación de una molécula de positronio.


En 1946, John Wheeler predijo una serie de "agregados" materia-antimateria. Pronosticó la existencia del positronio, el ión del positronio y la molécula de positronio doble. El positronio se descubrió en 1951 en experimentos hechos por Martin Deutsch. Allen Mills produjo iones de positronio (dos electrones y un positrón) en 1981 en los Laboratorios Bell.



Los positrones suelen ser efímeros porque tienden a combinarse rápidamente con los electrones. Pero, almacenando los positrones en una "botella magnética", los físicos han podido prolongar la vida de los positrones y agrupar millones de ellos juntos.


Los físicos David Cassidy y Allen Mills, de la Universidad de California en Riverside, han dado el primer paso para medir la caída libre del positronio, al lograr poner en práctica un método para separar el positrón del electrón en el positronio, de modo que este sistema inestable se resista a la aniquilación mutua el tiempo suficiente para que los físicos midan en futuros experimentos el efecto que la gravedad tiene sobre él.


Cassidy y Mills esperan dar este verano el siguiente paso en sus experimentos sobre la gravedad.


Si descubren que la antimateria y la materia no se comportan del mismo modo, esto sacudiría más de un cimiento de la física hoy aceptada. En la actualidad, se asume que la materia y la antimateria son exactamente iguales, con excepción de sus valores en algunas propiedades como la carga. Hay sin embargo un cabo suelto. Si tan parecidas son, resulta razonable asumir que ambas fueron creadas en iguales cantidades en el Big Bang. Sin embargo, el universo actual está dominado por la materia, en tanto que la antimateria es virtualmente inexistente. La explicación a este enigma no está aún clara, aunque se barajan algunas teorías, que podrían ser demostradas o descartadas en los experimentos futuros. Una teoría obvia es que materia y antimateria no sean tan parecidas como una imagen y su reflejo en un espejo, sino que presenten otras diferencias, como por ejemplo de masa. Por ello, los físicos están buscando esa y otras posibles diferencias entre materia y antimateria.

Fuente