{"id":477046,"date":"2023-05-17T15:40:26","date_gmt":"2023-05-17T18:40:26","guid":{"rendered":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=477046"},"modified":"2023-05-19T14:24:55","modified_gmt":"2023-05-19T17:24:55","slug":"la-materia-oscura-podria-producir-una-antimateria-capaz-de-atravesar-la-via-lactea","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/la-materia-oscura-podria-producir-una-antimateria-capaz-de-atravesar-la-via-lactea\/","title":{"rendered":"La materia oscura podr\u00eda producir una antimateria capaz de atravesar la V\u00eda L\u00e1ctea"},"content":{"rendered":"

Datos in\u00e9ditos obtenidos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC), de la Organizaci\u00f3n Europea para la Investigaci\u00f3n Nuclear (Cern), proporcionaron una pista importante en la b\u00fasqueda del origen de la materia oscura, que compone el 85 % de toda la materia del Universo, pero cuya naturaleza se desconoce. El experimento Alice, uno de los cuatro proyectos que se llevaron a cabo en el mayor acelerador de part\u00edculas del mundo, situado en las afueras de la ciudad de Ginebra, en Suiza, aport\u00f3 evidencias de que los n\u00facleos ligeros de antihelio, tambi\u00e9n llamados antin\u00facleos de helio, pueden viajar largas distancias en el interior de la V\u00eda L\u00e1ctea, y determin\u00f3 la frecuencia con que este tipo de antimateria llegar\u00eda a los alrededores de la Tierra. Seg\u00fan un estudio publicado a principios de diciembre por miembros del citado experimento en la revista cient\u00edfica Nature Physics<\/em>, la mitad de esos n\u00facleos de antihelio originados en procesos vinculados a la presencia de materia oscura pueden atravesar la galaxia sin ser destruidos.<\/p>\n

Los datos indican que este tipo bastante raro de antimateria podr\u00eda utilizarse en el espacio como un rastreador de la g\u00e9nesis de la materia oscura, uno de los mayores misterios de la cosmolog\u00eda. \u201cNuestros hallazgos demuestran que la b\u00fasqueda de n\u00facleos leves de antimateria procedentes del espacio sideral constituye una forma poderosa de localizar la materia oscura\u201d, dijo en un comunicado a la prensa el f\u00edsico italiano Luciano Musa, del Cern y vocero del experimento, una colaboraci\u00f3n internacional que congrega a 2.000 cient\u00edficos de 40 pa\u00edses, Brasil inclusive. Cierto instrumental, como el espectr\u00f3metro Alpha Magnetic, instalado en la Estaci\u00f3n Espacial Internacional, o el env\u00edo de globos de observaci\u00f3n, te\u00f3ricamente pueden ser capaces de medir los n\u00facleos ligeros de antimateria y, en consecuencia, rastrear mejor la presencia de materia oscura. \u201cEl art\u00edculo es un trabajo multidisciplinario, que aglutina f\u00edsica de part\u00edculas y cosmolog\u00eda, investigadores experimentales y te\u00f3ricos\u201d, comenta el f\u00edsico David Chinellato, de la Universidad de Campinas (Unicamp), miembro del experimento Alice, quien pasa una temporada de dos a\u00f1os en el LHC y es uno de los autores del estudio.<\/p>\n

Tal como se lo explica en la teor\u00eda f\u00edsica, la antimateria se genera al mismo tiempo que la materia, de la cual es una versi\u00f3n con algunas propiedades id\u00e9nticas, como la masa y la energ\u00eda, pero con carga el\u00e9ctrica y ciertos par\u00e1metros cu\u00e1nticos de valor inverso. El electr\u00f3n, por ejemplo, es una part\u00edcula con carga negativa. Su hom\u00f3loga, la antipart\u00edcula positr\u00f3n, es positiva (esta antipart\u00edcula se utiliza en la tomograf\u00eda por emisi\u00f3n de positrones, un examen conocido por su sigla en ingl\u00e9s: PET). Cuando una part\u00edcula colisiona con su respectiva antipart\u00edcula, se aniquilan mutuamente y producen energ\u00eda. Era esperable que la cantidad de materia y antimateria existente en el Universo fuera la misma. Sin embargo, por motivos en parte desconocidos, el predominio de la materia sobre la antimateria es casi total, lo que convierte al Cosmos en un ambiente letalmente inh\u00f3spito para las antipart\u00edculas. La novedad del trabajo en el LHC reside en que se demostr\u00f3 que los n\u00facleos de antihelio tienen una supervivencia mucho mayor de lo que parec\u00eda posible.<\/p>\n

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Nasa\/ESA\/ D. Harvey\/R. Massey\/ Hubble SM4 ERO Team\/ST-ECF<\/span>Imagen de la agrupaci\u00f3n gal\u00e1ctica Abell 370 con la presencia de la materia oscura prevista en su entorno (mancha azulada<\/em>)Nasa\/ESA\/ D. Harvey\/R. Massey\/ Hubble SM4 ERO Team\/ST-ECF<\/span><\/p><\/div>\n

Existen dos procesos vinculados a la producci\u00f3n de n\u00facleos leves de antimateria: las colisiones de alta energ\u00eda entre los rayos c\u00f3smicos y el medio interestelar, el espacio entre las estrellas de una galaxia que, pese a que parezca vac\u00edo, contiene algo de materia, especialmente hidr\u00f3geno; y la interacci\u00f3n d\u00e9bil entre los componentes de las part\u00edculas de la escurridiza materia oscura. \u201cEl papel de los rayos c\u00f3smicos en la generaci\u00f3n de antimateria est\u00e1 documentado. El de la materia oscura por ahora es una hip\u00f3tesis, prevista por varios modelos\u201d, comenta el f\u00edsico experimental Mauro Cosentino, de la Universidad Federal del ABC (UFABC), quien forma parte del equipo brasile\u00f1o del Alice que firma el trabajo. \u201cEmpero, a priori<\/em>, no puede saberse cu\u00e1l de los dos procesos ha generado un eventual n\u00facleo de antimateria detectado en el espacio. Lo que hace el art\u00edculo es proveer un par\u00e1metro que podr\u00eda ser \u00fatil para discriminar el mecanismo que habr\u00eda producido el antin\u00facleo\u201d.<\/p>\n

Tasa de supervivencia
\n<\/strong>Los investigadores del Alice analizaron los resultados de las colisiones entre protones y n\u00facleos de plomo estimuladas en el LHC. Estas generaron n\u00facleos de un is\u00f3topo (una forma) de la antipart\u00edcula de helio, el antihelio-3, compuesto por dos antiprotones y un antineutr\u00f3n. Esta forma de antimateria interact\u00faa con la materia que compone los detectores del experimento. En este proceso, esos antin\u00facleos en parte desaparecen, mientras que otra parte se mantiene. Grosso modo<\/em>, los detectores registran cu\u00e1ntos n\u00facleos de antihelio se produjeron debido a las colisiones iniciales de los protones y n\u00facleos de plomo y cu\u00e1ntos quedaron luego de la interacci\u00f3n entre la materia y la antimateria. De esta manera, los f\u00edsicos determinaron el \u00edndice de supervivencia de los n\u00facleos de antihelio en ese escenario. A continuaci\u00f3n, mediante el empleo de modelos computacionales, utilizaron ese valor para simular cu\u00e1l ser\u00eda la probabilidad de que los antin\u00facleos ligeros de helio-3 (3<\/sup>He) generados en la V\u00eda L\u00e1ctea atravesaran la galaxia sin destruirse y llegaran a las cercan\u00edas de la Tierra.<\/p>\n

Para los antin\u00facleos derivados de la interacci\u00f3n entre la materia oscura, la mitad de las antipart\u00edculas llegar\u00edan hasta nuestro planeta. En el caso de los antin\u00facleos originados por el contacto de los rayos c\u00f3smicos con el medio interestelar, entre un 25 % y un 90 % de las antipart\u00edculas ser\u00edan capaces de sobrevivir y atravesar la V\u00eda L\u00e1ctea. A pesar de que las cifras generadas por los dos procesos podr\u00edan coincidir si la tasa de superviencia se ubicara aproximadamente en un 50 %, la antimateria oriunda de los rayos c\u00f3smicos tendr\u00eda energ\u00edas m\u00e1s altas que las provenientes de la materia oscura. \u201cEsta diferencia permitir\u00eda distinguir cu\u00e1l es la fuente de los antin\u00facleos de helio\u201d, explica Chinellato. \u201cAs\u00ed, pues, dispondr\u00edamos de una firma energ\u00e9tica del origen de la antimateria\u201d.<\/p>\n

Tan solo un 15 % de la materia del Universo est\u00e1 compuesta por la materia bari\u00f3nica, \u201cnormal\u201d, que forma las galaxias, estrellas y planetas visibles en alguna longitud de onda. El resto est\u00e1 formado por un tipo de materia invisible, la materia oscura, que no refleja, absorbe ni emite luz. No se sabe de qu\u00e9 est\u00e1 hecha la materia oscura. Su existencia se determina solamente en forma indirecta, por el enorme efecto de su fuerza gravitatoria en el Universo.<\/p>\n

Art\u00edculo cient\u00edfico
\n<\/strong>The Alice Colaboration. Measurement of anti-3 He nuclei absorption in matter and impact on their propagation in the Galaxy<\/a>. Nature Physics<\/strong>. 12 dic. 2022.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Un experimento realizado en el acelerador de part\u00edculas LHC indica que la mitad de las antipart\u00edculas que se generan de ese modo llegar\u00edan a los alrededores de la Tierra","protected":false},"author":13,"featured_media":477060,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[274,304],"coauthors":[101],"class_list":["post-477046","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-astronomia-es","tag-fisica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477046","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/13"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=477046"}],"version-history":[{"count":4,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477046\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":478011,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/477046\/revisions\/478011"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/477060"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=477046"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=477046"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=477046"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=477046"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}