Cuando una partícula de materia entra en contacto con una de antimateria, ambas se aniquilan por completo. | Vídeo: Así suena la antimateria - Archivo

Físicos del CERN dicen que «el Universo no debería existir»

Los resultados de una investigación con antiprotones acrecentan aún más el misterio de la lucha entre materia y la antimateria en los orígenes del Cosmos

MadridActualizado:

Uno de los mayores misterios de la Física moderna es averiguar la razón por la que la antimateria no destruyó el Universo al principio de los tiempos.

De hecho, parece claro que durante el Big Bang, la gran explosión de la que nació el Universo en que vivimos, se generó igual cantidad de materia que de antimateria. Ambas son idénticas, pero con cargas eléctricas opuestas, lo que significa que, para mantener la simetría, materia y antimateria se destruyen en el momento de entrar en contacto (uno menos uno es igual a cero).

Sin embargo, el mero hecho de que estemos aquí significa que en el principio, de alguna forma, la materia pudo imponerse sobre la antimateria y dar forma a todo lo que podemos ver en la actualidad.

Para explicar esta discrepancia, los físicos suponen que, en alguna parte, debe haber alguna diferencia más entre la materia ordinaria y su imagen en el espejo (antimateria), algo aparte de la simple carga eléctrica y que es tan sutil que aún no hemos sido capaces de verlo.

Por eso, un equipo de científicos del CERN, el gran laboratorio europeo de Física de Partículas, ha llevado a cabo la medida más precisa hecha hasta ahora del momento magnético de un antiprotón (la antipartícula del protón), un número que mide cómo reacciona una partícula ante una fuerza magnética, y han hallado que es exactamente el mismo que el del protón. Lo cual no hace más que acrecentar el misterio. El trabajo acaba de publicarse en Nature.

Experimento BASE
Experimento BASE-CERN

“Todas nuestras observaciones -afirma Christian Smorra, físico del CERN en el experimento BASE (Baryon-Antibaryon Symmetry Experiment) - han hallado una simetría completa entre materia y antimateria, y esa es la razón por la que el Universo no debería existir”. Sin embargo, añade el frustrado investigador, “debe haber una asimetría en alguna parte aunque, sencillamente, no logramos encontrar dónde está la diferencia”.

La medida del antiprotón

El Modelo Estándar de la Física predice que el Big Bang produjo la misma cantidad de materia que de antimateria, pero ambas, al ser opuestas, deberían haberse aniquilado mutuamente en pocos instantes, lo cual no habría dejado nada para fabricar galaxias, estrellas, planetas o humanos.

Para tratar de explicar el misterio, los físicos llevan décadas tratando de encontrar las diferencias entre materia y antimateria, alguna discrepancia que permita explicar de qué forma la materia, tal y como podemos ver a nuestro alrededor, consiguió predominar.

Para ello, se han llevado ya a cabo mediciones extremadamente precisas de todo tipo de propiedades de partículas y antipartículas: masa, carga eléctrica… pero no se ha conseguido aún encontrar la más mínima diferencia entre ellas.

Una de esas propiedades, sin embargo, el momento magnético del antiprotón, no se conocía con la misma precisión que las demás. Y hace ya diez años, Stefan Elmer y su equipo del experimento BASE se propusieron medir esa propiedad con una exactitud sin precedentes.

Para ello, los físicos tuvieron que desarrollar técnicas y cálculos completamente nuevos, y construir instrumentos que aún no existían. Una vez preparados, midieron primero el momento magnético de un protón, para después hacer lo mismo con un antiprotón, algo mucho más difícil, ya que los antiprotones se destruían de inmediato en cuanto entraban en contacto con cualquier tipo de materia de su entorno.

Para conseguir hacer las medidas, los científicos tuvieron primero que producir las partículas de antimateria más longevas jamás creadas en un laboratorio, algo que consiguieron en 2015. Por primera vez, en efecto, fueron capaces de “guardar” antimateria durante un año entero dentro de un contenedor especial, una “ trampa” hecha de campos eléctricos y magnéticos (ningún material de la Tierra habría servido para ello).

Así fue como lograron medir el momento magnético de los antiprotones con una precisión 350 veces superior a lo conseguido hasta el momento.

“Nuestros resultados -afirma el propio Elmer- son la culminación de muchos años de continua investigación y desarrollo, y una de las mediciones más difíciles jamás realizadas con este tipo de instrumentos”,

Pero en el Universo, el gran juego de las diferencias continúa. Y fracasado el intento de buscar diferencias en el momento magnético, las esperanzas están puestas ahora en otro experimento, ALPHA, en el que los científicos estudiarán los efectos de la gravedad en la antimateria y tratarán de averiguar si se diferencian en algo de los que tiene sobre la materia ordinaria.

Si es así, el gran misterio quedará resuelto de una vez por todas. Si no, habrá que seguir buscando la razón por la que la antimateria no nos destruyó justo después del Big Bang.

Más información: Pero, ¿qué es la antimateria?