La Antimateria Más Fría Aún Es El Objetivo De Una Nueva Técnica

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Los físicos han ideado una técnica para enfriar los átomos de antihidrógeno, haciéndolos más fáciles de medir y ofreciendo la esperanza de arrojar luz sobre la naturaleza de la antimateria.

Los científicos han ideado un nuevo método para enfriar la antimateria para que sea más fácil experimentar que nunca antes.

La nueva técnica podría ayudar a los investigadores a investigar los misterios de la antimateria, incluso por qué es tan raro en comparación con la materia en el universo.

Cada partícula de materia tiene una partícula de antimateria asociada con carga opuesta, por ejemplo, la contraparte de antimateria de un electrón es un positrón. Cuando la materia y la antimateria se encuentran, se aniquilan mutuamente.

La nueva técnica se centra en los átomos de antihidrógeno, que contienen un positrón y un antiprotón (el hidrógeno regular contiene un electrón y un protón). Los primeros experimentos con átomos de antihidrógeno se realizaron el año pasado. [Física loca: las pequeñas partículas más frescas de la naturaleza]

"El objetivo final de los experimentos con antihidrógeno es comparar sus propiedades con las del hidrógeno", dijo el físico Francis Robicheaux, de la Universidad de Auburn en Alabama, en un comunicado. "El antihidrógeno más frío será un paso importante para lograr esto".

Esto se debe a que los átomos de antihidrógeno suelen ser relativamente calientes y energéticos, lo que puede distorsionar sus propiedades cuando se mide.

Robicheaux es el coautor de un artículo que describe el nuevo método de enfriamiento publicado hoy (6 de enero) en el Journal of Physics B: Atomic, Molecular and Optical Physics.

La nueva técnica se basa en el uso de rayos láser de precisión para "patear" los átomos de antihidrógeno, liberando un poco de energía de ellos y enfriándolos. El proceso debe poder enfriar los átomos de antihidrógeno a temperaturas 25 veces más frías que nunca.

"Al reducir la energía del antihidrógeno, debería ser posible realizar mediciones más precisas de todos sus parámetros", dijo Robicheaux. "Nuestro método propuesto podría reducir la energía promedio del antihidrógeno atrapado en un factor de más de 10".

Pero para enfriar la antimateria, los científicos primero deben atraparla. Esto es difícil, porque las partículas de antimateria serían destruidas si tocaran paredes hechas de materia. Así, los investigadores utilizan sistemas complicados de campos magnéticos para contener antimateria.

Además de facilitar el estudio del antihidrógeno, la nueva técnica de enfriamiento podría hacer que dure más en las trampas. En 2011, los científicos del laboratorio de física europeo CERN atraparon la antimateria durante 16 minutos increíblemente largos, estableciendo un récord.

"Independientemente de los procesos, al tener un movimiento más lento y más profundamente atrapado, el antihidrógeno debería disminuir la tasa de pérdida", dijo Robicheaux.

Los investigadores aún no han probado la nueva táctica con átomos de antimateria reales, pero utilizaron simulaciones por computadora para demostrar que es posible. Sus cálculos sugieren que las partículas se pueden enfriar a alrededor de 20 milikelvin; en contraste, la mayoría de los átomos de antihidrógeno atrapados tienen temperaturas de hasta 500 milikelvin.

"No es trivial hacer la cantidad necesaria de luz láser en una longitud de onda específica", dijo Robicheaux. "Incluso después de hacer la luz, será difícil combinarla con un experimento de captura de antihidrógeno. Al hacer los cálculos, hemos demostrado que este esfuerzo vale la pena".

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