Los Físicos Pesan La Antimateria Con Asombrosa Precisión

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Una nueva medición proporciona el peso más preciso de la antimateria hasta el momento, revelando la masa del antiprotón (la antipartícula del protón) en una parte en mil millones, anuncian los investigadores.

Una nueva medición proporciona el peso más preciso hasta el momento de la antimateria, revelando la masa del antiprotón (la antipartícula del protón) en una parte en mil millones, anunciaron los investigadores hoy (28 de julio).

Para dar una idea de cuán precisa fue su medición, la investigadora Masaki Hori dijo: "Imagínese midiendo el peso de la Torre Eiffel. La precisión que hemos logrado aquí es aproximadamente equivalente a hacer esa medición dentro de menos del peso de un gorrión. posado en la parte superior. La próxima vez será una pluma ".

El resultado, detallado esta semana en la revista Nature, puede ayudar a los científicos a investigar el misterio de por qué el universo está hecho de materia regular a pesar de que sospechan que partes aproximadamente iguales de materia y antimateria aparecieron justo después de que se formó el universo. Cuando una partícula, como un protón, se encuentra con su compañero de antimateria, el antiprotón, los dos se aniquilan entre sí en una poderosa explosión.

"En este momento, estamos muy lejos de comprender lo que sucedió con toda la antimateria que se creó en igual proporción a la materia en el Big Bang", escribió el físico Mike Charlton, de la Swansea University en el Reino Unido, en un artículo que acompaña a Nature.

El experimento se llevó a cabo en el desacelerador de antiprotones en el CERN, el laboratorio europeo de física de partículas cerca de Ginebra, Suiza, como parte del experimento de Espectroscopia atómica y colisiones del laboratorio usando antiprotones lentos.

La máquina envía pulsos de antiprotones cada cien segundos al gas frío de helio. Si bien la mayoría de los antiprotones se aniquilan rápidamente con la materia regular, un pequeño número sobrevive al combinarse con el helio para formar átomos híbridos que contienen materia y antimateria: el helio antiprotónico. El antiprotón toma el lugar de un electrón en estos híbridos, sentado en un lugar que está protegido del núcleo de helio (que es materia regular y que causaría la aniquilación de los dos).

Usando rayos láser para excitar los átomos, los científicos pueden hacer que el antiprotón salte a un nuevo nivel de energía, uno que ya no esté protegido del núcleo y... ¡Bang! - La aniquilación. La longitud de onda de la luz utilizada para forzar este salto se puede colocar en ecuaciones complejas que revelan la masa de un antiprotón a un nivel de precisión sin precedentes. [Física retorcida: 7 hallazgos alucinantes]

Sin embargo, una fuente de inexactitud proviene del hecho de que los átomos se mueven alrededor, de modo que aquellos que se mueven hacia y alejándose del haz experimentan frecuencias ligeramente diferentes. Un efecto similar, llamado cambio Doppler, hace que la sirena de una ambulancia que se aproxima cambie de tono aparentemente a medida que pasa.

En su medición anterior en 2006, el mismo equipo utilizó un rayo láser, y la precisión alcanzable estuvo dominada por este efecto de jiggling. Esta vez utilizaron dos vigas que se movían en direcciones opuestas, con el resultado de que el movimiento de las dos vigas se canceló parcialmente. El resultado fue un aumento de cuatro veces en la precisión.

"Este es un resultado muy satisfactorio", dijo en un comunicado Masaki Hori, líder del proyecto en la colaboración antiprotón. "Significa que nuestra medida de la masa del antiprotón en relación con el electrón es ahora casi tan precisa como la del protón".

Estos experimentos pueden realmente guiar a los científicos en la dirección correcta para descubrir el enigma de la materia de antimateria, dijo Charlton.

"Hay una asimetría desconocida incorporada en las leyes de la naturaleza, que los físicos aún no hemos podido comprender y señalar", dijo Charlton a WordsSideKick.com. "Por lo tanto, hacer comparaciones tan precisas como sea posible entre la materia y la antimateria es importante, porque tarde o temprano se encontrará algo en lo que son diferentes".

Agregó que "en realidad no sabemos dónde buscar [la respuesta]. No tenemos ninguna orientación teórica sobre esto". Aun así, el resultado de esa diferencia, aunque probablemente sea pequeño, "es profundo", dijo.

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