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Una iniciativa de la Unión Europea ahonda en algunas de las grandes preguntas sin respuesta del universo

En Star Trek, la antimateria alimenta a la nave espacial USS Enterprise, pero en el mundo real esta antimateria todavía está envuelta en el misterio. El proyecto ANGRAM estudió un nuevo método para detectar antimateria con más eficacia a fin dar respuesta a cuestiones como por qué hay más materia que antimateria en el universo y cómo cae.

Investigación fundamental

La interacción entre la materia y antimateria no solo alimenta la nave insignia de Star Trek. También alimenta la curiosidad de los científicos de ANGRAM que se propusieron dar respuesta a las grandes preguntas del universo con un método nuevo de detección de antimateria y avanzando en la cuestión de cómo cae la antimateria. La investigadora asociada Angela Gligorova, respaldada por el programa Marie Skłodowska-Curie, simuló —y detectó— antiprotones a fin de estudiar su interacción con la materia ordinaria. Gligorova está analizando y comparando las simulaciones y confía en publicar sus resultados en los próximos meses. «Ejecutamos un estudio basado en la aniquilación de antiprotones en diferentes materiales para validar los modelos físicos existentes e identificar sus puntos débiles, y dar con métodos de mejora», afirma Gligorova. Los resultados preliminares de ANGRAM muestran que ninguno de los modelos físicos actuales describe con precisión la interacción entre la materia y la antimateria. «La investigación arrojó luz sobre aspectos de la interacción y mostró que es necesario profundizar en el tema», explica Gligorova. Bajo la supervisión de Eberhard Widmann, Director del Instituto Stefan Meyer de Física Subatómica en la Academia de Ciencias de Austria, Gligorova disfrutó de un tiempo valioso en el CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear, donde aprovechó el desacelerador de antiprotones para producir los antiprotones necesarios para la formación de antihidrógeno. Sin embargo, la investigadora no logró completar su objetivo final, que consistía en llevar a cabo una medición del 30 % de la aceleración gravitacional del antihidrógeno, debido a la poca disponibilidad de tiempo del haz de antiprotones y la gran cantidad de solicitudes existentes para su uso. El nuevo método de formación de antihidrógeno también fue más lento de lo previsto. «Al final, no quedó tiempo suficiente para medir la aceleración gravitacional», explica Gligorova. «Tal resultado experimental es importante porque podría desvelar por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo, aunque al principio, en el Big Bang, deberían haber sido creados en cantidades iguales».

La belleza de los contratiempos

El proyecto, para simular la caída de antihidrógeno en el campo gravitatorio de la Tierra, probó un flexímetro de muaré, un sistema compuesto por dos o tres rejillas paralelas, acopladas a un detector. Gligorova descubrió que las interacciones entre los átomos de antihidrógeno que pasaban cerca de las rejillas y los átomos que pasaban por las rejillas producían un efecto engañoso al intentar medir la fuerza gravitatoria. Gligorova concluyó que las pruebas requerían un flexímetro aún más sofisticado, hecho de luz en lugar de materia, pero ese instrumento excedía los recursos disponibles. «En ciencia, no todo sale siempre como está planeado y eso es parte de su belleza. Y eso también es progreso», dice Gligorova, optimista. El trabajo de Gligorova en un campo tan complejo sirvió de inspiración a científicas jóvenes gracias a un vídeo emitido por el Día Internacional de la Mujer. La forma en que ANGRAM combinó dos tecnologías de detección en la aniquilación de antiprotones podría inspirar futuros experimentos con antimateria. «Nuestro estudio fue la primera comparación directa entre datos experimentales y modelos físicos para la aniquilación núcleo-antiprotón en reposo, donde comprobamos cuán buenas y malas eran las predicciones para la región de baja energía», concluye Gligorova.

Palabras clave

ANGRAM, antimateria, antihidrógeno, antiprotones, flexímetro, Star Trek

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