En su origen, las cantidades iguales de materia y antimateria del universo deberían haber colisionado, aniquilándose, pero eso no sucedió. Los nuevos descubrimientos que amplifican el misterio
"El universo no debería existir", afirman algunos de los mejores científicos del mundo. Según estos expertos, de acuerdo con el modelo estándar de la física, el cosmos debería haberse destruido a sí mismo cuando se formó. Esto se debe a que el universo nació con cantidades iguales de materia y antimateria, que deberían haber colisionado y haberse aniquilado instantáneamente entre sí.
Pero esto no sucedió, y los científicos todavía están desconcertados. Hay investigadores que han pasado años buscando cualquier diferencia entre antimateria y materia que explique por qué no se cancelaron entre sí cuando se creó el cosmos. La última posibilidad investigada por los investigadores fue que la materia y la antimateria podrían tener un magnetismo diferente. Pero nuevas investigaciones muestran que son idénticas, lo que profundiza el misterio de por qué el universo todavía existe.
La antimateria es el espejo de la materia ordinaria. Los átomos normales están formados por núcleos con carga positiva orbitados por electrones cargados negativamente. Sin embargo, sus homólogos antimateria son al revés. Tienen núcleos negativos y electrones cargados positivamente, conocidos como positrones.
Cuando la materia y la antimateria se encuentran, instantáneamente se aniquilan mutuamente, liberando un estallido de energía detectable. Se cree que el Big Bang produjo cantidades iguales de materia y antimateria, y debería haber destruido toda la materia. Pero, paradójicamente, hoy en día, el universo está compuesto principalmente de materia ordinaria con casi ninguna antimateria que pueda encontrarse.
Con los años, se han buscado una variedad de posibilidades para explicar el misterio. Esto incluye observar las diferencias de carga y masa entre la antimateria y la materia. Ahora, una nueva medición súper precisa de los científicos del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) indagó si el magnetismo de la materia y la antimateria es diferente.
La prueba muestra que tienen propiedades magnéticas idénticas, lo que lleva a algunos científicos a preguntarse por qué el universo todavía existe. "Todas nuestras observaciones encuentran una simetría completa entre la materia y la antimateria, razón por la cual el universo en realidad no debería existir", dijo el doctor Christian Smorra, autor principal del nuevo estudio. "Una asimetría debe existir aquí en alguna parte, pero simplemente no entendemos dónde está la diferencia. ¿Cuál es la fuente de la ruptura de simetría?
El equipo del CERN, con sede en Ginebra, tomó la medida más precisa del "momento magnético" de un antiprotón, un número que mide cómo reacciona la partícula a una fuerza magnética. Los científicos observaron así el magnetismo de la materia y la antimateria para ver si los dos diferían.
Descubrieron entonces que el momento magnético de los antiprotones es el mismo que el de un protón, pero con el signo opuesto. Si bien investigaciones previas han demostrado que la carga eléctrica, la masa y otras propiedades de la materia y la antimateria se cancelan una a la otra, esta es la primera vez que los científicos pueden demostrar que esto también es cierto en sus momentos magnéticos.
Los investigadores pasaron diez años desarrollando una técnica para medir esta propiedad en protones y antiprotones. En primer lugar establecieron una forma de medir el momento magnético de los protones atrapándolos en un campo magnético. Luego desencadenaron "saltos cuánticos" en el giro de cada partícula utilizando un campo magnético separado, una técnica innovadora que se logró por primera vez en 2014. Pero tomar esta misma medida en antiprotones se hizo más difícil por la notoria inestabilidad de las partículas. Sucede que la antimateria es notoriamente inestable, borrando instantáneamente el momento en que toca la materia normal.
Esto significa que es imposible mantenerlo dentro de un contenedor físico, por lo que los investigadores del Cern capturaron antiprotones en "trampas Penning". Estos contenedores, que son del tamaño de un tubo de papas fritas, pueden almacenar las partículas en campos magnéticos y eléctricos especializados.
El resultado dio un valor para el momento magnético antiprotón que era precisamente el mismo al momento magnético del protón medido hace tres años. "Este resultado es la culminación de muchos años de investigación y desarrollo continuo, y la finalización con éxito de una de las mediciones más difíciles jamás realizadas en un instrumento trampa Penning", dijo Stefan Ulmer, portavoz del grupo de investigación. Otros expertos están ahora observando diferentes propiedades para explicar por qué el universo todavía existe.
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