Científicos de la colaboración ALPHA del CERN han presentado la primera evidencia directa de cómo los átomos de antimateria interactúan con la gravedad. El estudio, que publica Nature Communications, se ha centrado en medir la masa gravitacional del antihidrógeno.
En 2010 los miembros del experimento ALPHA del CERN ya consiguieron atrapar antihidrógeno, el átomo de antimateria neutra más simple. Ahora han medido por primera vez su masa gravitacional –fuerza de atracción en un campo gravitatorio– y ver su proporción respecto a su masa inercial –resistencia al cambio de velocidad–.
Los resultados revelan que si un átomo de antihidrógeno cae hacia abajo, su masa gravitacional es no más de 110 veces mayor que su masa inercial. Pero si cayera hacia arriba, su masa gravitacional es a lo sumo 65 veces mayor. Los datos permiten establecer estos límites.
En cualquier caso lo que demuestra el estudio es que se puede medir la gravedad de la antimateria. La técnica para hacerlo se publica ahora en la revista Nature Communications , y el equipo confía en que vaya adquiriendo cada vez más precisión.
“Uno de los grandes interrogantes sobre la antimateria neutra es cómo se comporta cuando interactúa gravitacionalmente con la materia”, explica a SINC Marcelo Baquero-Ruiz, de la Universidad de California en Berkeley (EE.UU.) y coautor del trabajo.
“Hay muchos argumentos que sugieren que ambas se debería atraer y comportarse de la misma manera –prosigue–. Sin embargo, nunca nadie ha tenido la posibilidad de poner a prueba experimentalmente esta afirmación hasta ahora. Pero quedan preguntas sin resolver: ¿Se caerá la antimateria hacia arriba o hacia abajo? ¿O tal vez es atraída hacia la materia pero con una aceleración diferente?”
Estas cuestiones siguen intrigando a los físicos, añade Joel Fajans, otro miembro de la colaboración en la Universidad de California-Berkeley, ya que "en el caso improbable de que la antimateria se cayera hacia arriba, tendríamos que revisar radicalmente nuestra visión de la física y repensar cómo funciona el universo".
Pero los argumentos teóricos actuales predicen que los átomos de hidrógeno y antihidrógeno tienen la misma masa y deben interactuar ante la gravedad de la misma manera. Si se libera un átomo, debería experimentar una fuerza hacia abajo tanto si está hecho de materia o antimateria.
"El aparato ALPHA puede atrapar átomos de antihidrógeno y luego liberararlos a propósito", aclara Jeffrey Hangst, el portavoz de ALPHA, para explicar la técnica que ha seguido. "Utilizamos nuestro detector de aniquilación sensible a la posición para ver si podíamos observar la influencia de la gravedad en esos átomos liberados".
El equipo ha analizado con caracter retroactivo cómo los átomos de antihidrógeno se movieron cuando se liberaban, lo que les ha permitido establecer los límites a los efectos gravitacionales, pero de momento se trata de un primer paso.
Los científicos confían en que cuando se reanude el experimento en 2014 con una trampa de antimateria actualizada, bautizada com ALPHA-2, se logren más avances. Además, el CERN prepara otros experimentos, como AEgIS y GBAR, para seguir midiendo cómo la gravedad afecta al antihidrógeno.
Referencia bibliográfica:
The ALPHA Collaboration y A.E. Charman. “Description and first application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen”. Nature Communications, 30 de abril de 2013. DOI: 10.1038/ncomms2787.
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Gracias a datos del telescopio JWST y el Observatorio de rayos X Chandra, un equipo científico ha identificado un agujero negro supermasivo que consume materia a un ritmo extraordinario, desafiando los límites teóricos. Este hallazgo podría ofrecer claves sobre el rápido crecimiento de estos objetos en los primeros mil millones de años del universo.
