Los científicos descubren el núcleo atómico de antimateria más pesado de todos
Los científicos analizaron datos de experimentos en el Colisionador Relativista de Iones Pesados y descubrieron el núcleo atómico de antimateria más pesado jamás visto. La partícula se llamó antihiperhidrógeno-4 y es tan curiosa que incluso su contraparte tiene una composición extraña.
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- La antigravedad no existe y la antimateria cae como partículas ordinarias
En primer lugar, conviene recordar que el centro de un núcleo atómico está formado por protones y neutrones que, a su vez, están compuestos por quarks, que existen en seis tipos. Por ahora, sigamos con los quarks “arriba” y “abajo”.
Un protón (partícula cargada positivamente en el núcleo atómico) está formado por dos quarks arriba y uno abajo, mientras que un neutrón tiene dos quarks abajo y un quark arriba. Mientras tanto, existen otros cuatro tipos de quarks en la naturaleza, pero los seis tipos tienen sus respectivos antiquarks (partículas con la misma masa y carga eléctrica opuesta).
Ahora, volvamos al estudio. Los investigadores investigaron la relación entre materia y antimateria (aquella que tiene las mismas propiedades que la materia pero carga eléctrica opuesta) que, por sí sola, es curiosa: el Modelo Estándar dice que el Big Bang debería haber creado las mismas cantidades de materia y antimateria. Cuando chocan, quedan destruidos; por lo tanto, la masa creada cuando surgió el universo debería haber sido aniquilada, dejando tras de sí un cosmos vacío ocupado únicamente por la luz.
Pero eso no sucedió. Quedó tanta materia después de esta aniquilación que se formaron galaxias, estrellas, planetas (¡y nosotros!), y la cantidad de antimateria restante es extrañamente baja. Este impasse se llama desequilibrio de materia y antimateria y representa uno de los mayores misterios de la física moderna.
Para intentar desentrañarlo, trabajaron con datos del Colisionador Relativista, que hace chocar átomos para recrear las condiciones posteriores al Big Bang. La idea de estos experimentos es ayudar a los científicos a comprender por qué el universo está dominado por la materia y no por la antimateria. Debido a que cada colisión produce nuevas partículas, los científicos de STAR Collaboration analizaron 6 mil millones de colisiones para intentar encontrar el nuevo núcleo atómico de antimateria.
«Para estudiar la asimetría materia-antimateria, el primer paso es descubrir nuevas partículas de antimateria», explicó Hao Qiu, físico de STAR y coautor del estudio. «Esta es la lógica básica detrás de este estudio».
El antihiperhidrógeno-4, por otro lado, tiene un núcleo atómico de un antiprotón, dos antineutrones y un antilambda (un tipo de antihiperhidrógeno). El experimento ya había producido antihelio-4, con dos antiprotones y dos antineutrones y un poco más ligero que el antihidrógeno, y el antihiperhidrógeno-4, a su vez, se descompone en antihelio-4 y un pión (una partícula hecha de un quark y un antiquark).
Después de analizar las partículas de antihelio y los piones positivos, los investigadores concluyeron que probablemente eran el resultado de la desintegración del antihiperhidrógeno-4 y encontraron 16 eventos que podrían ser las partículas de antimateria que estaban buscando.
El análisis de las propiedades no reveló ninguna ruptura evidente en la simetría del universo, es decir, no explica por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria. Por otro lado, los científicos creen que debe haber alguna diferencia entre ambos; de lo contrario, se habrían aniquilado y se habrían convertido en energía y nosotros simplemente no estaríamos aquí. Para los siguientes pasos trabajarán con la diferencia de masa entre partículas y antipartículas.
El artículo con los resultados del estudio fue publicado en la revista. Naturaleza.
Fuente: BNL
