Físicos consiguen manipular la antimateria

Los átomos de antihidrógeno fueron
 irradiados con un haz de microondas 

Se desintegra instantáneamente al entrar en contacto con la materia ordinaria, por lo que su estudio había sido imposible hasta ahora. Lo han conseguido los científicos del CERN Un trabajo realizado por un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) han conseguido manipular un átomo de antihidrógeno utilizando microondas. El antihidrógeno es el átomo de antimateria equivalente al hidrógeno común, con las mismas propiedades pero con sus cargas eléctricas invertidas. Dado que se desintegra instantáneamente al entrar en contacto con la materia ordinaria su estudio había sido imposible hasta ahora.En un experimento que seguramente será recordado como un importante paso en la comprensión de las características de las antipartículas, un equipo internacional de científicos liderado por investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) han conseguido manipular un átomo de antihidrógeno utilizando microondas. Como sabes, el antihidrógeno es el átomo de antimateria equivalente al hidrógeno común, y está formado por un antiprotón y un positrón. Tiene las mismas propiedades pero sus cargas eléctricas se invierten. Cuando entra en contacto con una molécula de materia normal se aniquilan mutuamente, produciéndose fotones de luz y otras partículas durante el proceso. Esto hace que sea imposible de manipular utilizando las herramientas convencionales, ya que su inestabilidad obliga a mantenerlo completamente aislado dentro de un “recipiente magnético”.

Mike Hayden, autor principal del trabajo que ha sido publicado en la última edición de la revista Nature explica que “durante décadas, los científicos han querido estudiar las propiedades intrínsecas de los átomos de antimateria, con la esperanza de encontrar pistas que podrían ayudar a responder a las preguntas fundamentales acerca de nuestro universo", pero no ha sido hasta ahora que tal cosa se haya convertido en realidad.

Primeras interacciones
La antimateria fue postulada casi con la aceptación del modelo del universo formado por partículas. Robert L. Forward, físico que también es muy conocido por sus excelentes novelas de ciencia ficción, fue el primero en postular la existencia del antihidrógeno. Hayden dice que “a mediados del siglo pasado, los físicos desarrollaron y utilizaron técnicas basadas en microondas para estudiar átomos ordinarios, como el hidrógeno. Ahora, 60 o 70 años después, hemos sido testigos, por primera vez, de las interacciones de microondas con un anti-átomo". Las teorías más aceptadas predicen que una antipartícula debe comportarse simétricamente respecto de su partícula correspondiente, pero dado que en el universo real la antimateria -hasta donde sabemos- es extremadamente escasa, algunos creen que tal simetría puede no ser tan perfecta.

"Este estudio demuestra la viabilidad de la aplicación de la espectroscopia de microondas a los esquivos anti-átomos", dice Walter Hardy, de la Universidad de British Columbia y coautor del artículo. Una vez atrapados dentro de una trampa magnética, los átomos de antihidrógeno fueron irradiados con un haz de microondas. Al lograr su resonancia interna, los átomos fueron expulsados de la trampa revelando información sobre sus propiedades. Como decíamos al principio, no es más que un primer -pero importante- paso hacia la comprensión total de las partículas y antipartículas que conforman nuestro universo. El CERN, después de todo, es mucho más que el LHC. http://www.abc.esleer mas

Aislan la mayor partícula compleja de antimateria

Foto: STAR COLLABORATION AND LAWRENCE
BERKELEY NATIONAL

Hasta 18 ejemplos de la mayor antipartícula encontrada hasta la fecha, el núcleo de antihelio-4, han sido obtenidas mediante el experimento STAR en el RHIC (Colisionador de Iones Pesados Relativista) ubicado en el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de los Estados Unidos. "El experimento STAR es el único capaz de encontrar antihelio-4", ha declarado el portavoz del experimento STAR, Nu Xu, de la División de Ciencias Nucleares (NSD) en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley. "STAR ya tiene el récord de antipartículas masivas, conseguido el año pasado al haber identificado los anti-hypertriton, que contiene tres antipartículas constituyentes. Con cuatro antinucleones, el antihelio-4 se produce a un ritmo mil veces menor aún. Identificar los 18 ejemplos ha requerido tamizar a través de los restos de mil millones de colisiones de oro a oro".

Las colisiones de núcleos de oro energético dentro de STAR recrean brevemente las condiciones en el denso y caliente universo temprano existente sólo millonésimas de segundo después del Big Bang. Cantidades iguales de materia y antimateria que se crearon en el Big Bang deberían haberse aniquilado entre sí, pero por razones que aún no se entiende, sólo la materia común parece haber sobrevivido. Hoy en día este exceso de materia conforma todo el universo visible que conocemos.

Alrededor de cantidades iguales de materia y antimateria se producen también en los iones pesados (núcleos de oro) que se producen en las colisiones en el RHIC. Las bolas de fuego resultantes se expanden y se enfrían rápidamente, por lo que la antimateria puede evitar la aniquilación de forma suficiente como para ser detectada en la Sala de Proyección del Tiempo en el corazón del experimento STAR.

Los núcleos de los átomos de helio ordinario constan de dos protones y dos neutrones. Llamadas partículas alfa cuando se emiten en desintegraciones radioactivas, fueron identificadas en esta forma por Ernest Rutherford hace más de un siglo. El núcleo de antihelio-4 contiene dos antiprotones sujetos con dos antineutrones.

Las antipartículas más comunes son generalmente las menos masivas, porque se necesita menos energía para crearlas. Carl Anderson fue el primero en encontrar una antipartícula, el antielectrón (positrón), en los escombros de los rayos cósmicos de 1932. El antiprotón (el núcleo de antihidrógeno) y antineutrón fueron creados en el Bevatron del laboratorio de Berkeley en la década de 1950. Los núcleos de antideuteron (el 'anti-pesado del hidrógeno' compuesto de un antiprotón y un antineutrón) fueron creados en los aceleradores en Brookhaven y el CERN en la década de 1960.

Cada nucleón extra (llamados bariones) aumenta el número de partículas de barión, y en las colisiones de STAR cada aumento en el número bariónico disminuye la tasa de rendimiento en aproximadamente un millar de veces. Los núcleos de los isótopos de antihelio con sólo un neutrón (antihelio-3) han sido conseguidos en los aceleradores desde 1970. El experimento STAR produce muchas de estas antipartículas, que tienen número bariónico 3. El núcleo antihelio con el número de bariones 4, que acaba de anunciarse por STAR está basado en 16 ejemplares identificados en 2010 y dos ejemplos de un ciclo anterior, y contiene la mayoría de los nucleones de cualquier antipartícula jamás detectada.

"Es probable que el antihelio sea la antipartícula más pesada vista en un acelerador durante algún tiempo ", dice el científico colaborador de STAR Xiangming Sol. "Después del antihelio, el núcleo siguiente de antimateria estable sería el antilitio, y la tasa de producción de antilitio en un acelerador se espera que sea más de dos millones de veces menor que para el antihelio".

Maxim Naglis, de la Nuclear Science División en Berkeley, dice que "encontrar un solo ejemplo de antilitio sería un golpe de suerte, y probablemente requeriría un gran avance en tecnología de aceleradores"

Si el antihelio obtenido por los aceleradores es raro, y las antipartículas pesadas más raro aún, ¿qué pasa con la búsqueda de estas partículas en el espacio? El experimento Espectrómetro Alfa Magnético (AMS), programado para ser lanzado en una de las últimas misiones del transbordador espacial a la Estación Espacial Internacional, es un instrumento diseñado para hacer precisamente eso. Una parte principal de su misión es la búsqueda de galaxias distantes hechas de antimateria.

"Las colisiones entre los rayos cósmicos cercanos a la Tierra pueden producir partículas de antimateria, pero las probabilidades de que estas colisiones produzcan un núcleo intacto de antihelio son tan sumamente pequeñas que la búsqueda de una sola sugiere que se habría desplazado a la Tierra desde una región distante del universo dominado por la antimateria ", explica Hans Georg Ritter del laboratorio NSD de Berkeley. "La antimateria no se ve diferente de la materia ordinaria, pero encontrar un solo núcleo de antihelio sugiere que algunas de las galaxias que vemos son galaxias de antimateria".

Mientras tanto, el experimento STAR en el RHIC ha demostrado que el antihelio existe de hecho, y es probable que mantenga el récord del mundo en conseguir la mayor partícula de antimateria en el futuro previsible.http://www.europapress.es/leer mas

Los físicos construyen "botellas" de antimateria para desbloquear los secretos de la naturaleza

Los físicos de UCSD James Danielson, Clifford Surko y Craig Schallhorn (de izquierda a derecha) inspeccionan el aparato que utilizan para desarrollar la trampa más grande del mundo de positrones de baja energía, planeado para albergar un billón o más de antipartículas. Crédito: Kim McDonald, UCSD

chas veces considerada como material de ciencia ficción, la antimateria -imagen especular de la materia ordinaria en nuestro universo observable-, es ahora el centro de estudios de laboratorios en todo el mundo. Mientras que los físicos producen rutinariamente antimateria con radioisótopos y colisionadores de partículas, refrigerar estas antipartículas y contenerlas grandes longitudes de tiempo es otra historia. Una vez que la antimateria entra en contacto con la materia ordinaria se "aniquila", o desaparece en un destello de radiación gamma.

Clifford Surko, un profesor de física en UC San Diego, que está construyendo lo que espera será el más grande contenedor de antimateria del mundo, dijo que los físicos han desarrollado recientemente nuevos métodos para producir estados especiales de la antimateria en los cuales ellos pueden crear grandes nubes de antipartículas, comprimirlas y hacer haces especialmente adaptados para una variedad de usos. http://universoalavista.blogspot.com/leer mas

Primera imagen de un átomo de antimateria

La primera imagen jamás obtenida de antimateria permitirá arrojar luz sobre el origen del universo.

Después del Big Bang, había igual cantidad de materia y antimateria.

Por causas desconocidas la materia se impuso, dando lugar al Universo tal cual lo conocemos.

Tan solo quedó una pequeñísima parte de escurridiza antimateria, hasta ahora imposible de capturar.

“La materia y la antimateria cuando se encuentran, producen energía, y se aniquilan. El avance es haber logrado atrapar la antimateria- explica el científico Jeffrey Hangst- Tenemos un recipiente magnético, una especie de botella, que contiene los átomos de antihidrógeno neutral y es la primera vez que ha sido demostrado”.

Los investigadores de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), basada en Ginebra, están detrás de este descubrimiento que puede cambiar los fundamentos actuales de la física http://es.euronew leer mas