El año pasado, físicos que trabajan en el experimento ALPHA del laboratorio de física de partículas del CERN se convirtieron en los primeros en capturar y almacenar antimateria lo suficiente como para examinarla en detalle. Atraparon 38 átomos de anti-hidrógeno durante la quinta parte de un segundo. Ahora, el mismo equipo ha publicado un artículo en el servidor de arXiv describiendo cómo atraparon 309 átomos de anti-hidrógeno durante unos 1000 segundos. Este aumento tanto en el número como en el tiempo de atrapamiento debería llevar a una importante visión sobre la naturaleza de la antimateria.

El anti-hidrógeno – la versión de antimateria del átomo de hidrógeno – es un estado atómico ligado de un positrón y un antiprotón, que se produjeron por primera vez en el CERN hacia finales de 1995. El estudio de la antimateria es importante en el desarrollo de nuestra comprensión del universo y para descubrir por qué contiene mucha más materia que antimateria.

Con miembros de siete naciones, el equipo de ALPHA compartió el premio Physics World 2010 Breakthrough of the Year por su captura del anti-hidrógeno. Además de extender el anterior tiempo de captura en casi cuatro órdenes de magnitud, el equipo ha logrado una interesante visión sobre la distribución de energía de los anti-átomos capturados.

Primero en estado base

El equipo ALPHA produjo el anti-hidrógeno fusionando dos nubes de plasmas fríos: Uno con positrones, y el otro antiprotones. Mejorando las técnicas de atrapamiento, los investigadores lograron mantener el anti-hidrógeno durante más de 1000 segundos. Estos avances también significan que se atraparon cinco veces más átomos en cada intento. Los cálculos basados en datos del experimento sugieren que tras aproximadamente 0,5 segundos, la mayor parte de los átomos de anti-hidrógeno atrapados alcanzan su menos estado de energía o estado base. Como resultado, el equipo dice que su muestra es el primer anti-hidrógeno obtenido en estado base.

Los investigadores también han logrado hacer las primeras medidas de la distribución de energía de los anti-átomos atrapados. Estos datos, junto con simulaciones por ordenador, deberían allanar el camino hacia una mejor comprensión de la dinámica del atrapamiento. El equipo llevó a cabo 40 000 eventos simulados de anti-hidrógeno atrapado y los comparó con los 309 experimentales, para estudiar los procesos de atrapamiento y liberación.

Estudiar la violación CPT

La capacidad de atrapar anti-hidrógeno durante largos periodos de tiempo podría llevar a pruebas de precisión para la violación de carga-paridad-tiempo (CPT), la cual podría ayudar a explicar por qué el universo contiene tan poca antimateria. Otros posibles experimentos incluyen la espectroscopia de la antimateria e incluso el enfriamiento láser y adiabático del anti-hidrógeno a temperaturas donde los efectos gravitatorios son observables, de acuerdo con los investigadores.

El artículo está actualmente en proceso de revisión para su publicación y, por tanto, los investigadores de ALPHA no pudieron realizar más comentarios.

La investigación se describe en arXiv:1104.4982.

Autor: Tushna Commissariat
Fecha Original: 4 de mayo de 2011
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