El concepto original del experimento, propuesto por Lenz en 1997, es relativamente sencillo de entender. Sin embargo, llevarlo a cabo es m\u00e1s complejo. Los investigadores del consorcio Alpha crearon y almacenaron \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno confinados en un entorno estrictamente controlado con el prop\u00f3sito de determinar la influencia aislada de la gravedad sobre la antimateria.<\/p>\n
En el interior de una trampa magn\u00e9tica, una estructura cil\u00edndrica dispuesta en posici\u00f3n vertical, se mantuvo a unos mil \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno bajo condiciones de vac\u00edo extremo a temperaturas extremadamente bajas, del orden de 4 k\u00e9lvines (-269 \u00baC). Pr\u00e1cticamente congelados, los anti\u00e1tomos presentaban poca energ\u00eda cin\u00e9tica, pero no despreciable. Para asegurarse de que las part\u00edculas de antimateria no escaparan antes del momento deseado, se aplicaron sobre los anti\u00e1tomos dos campos magn\u00e9ticos id\u00e9nticos, uno en la parte superior de la trampa y otro en la inferior, que actuaron como barreras.<\/p>\n
\u201cA continuaci\u00f3n, fuimos reduciendo lentamente estos campos magn\u00e9ticos y dejamos escapar los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno\u201d, explica Lenz. Los que sub\u00edan eran registrados por un detector en la parte superior de la trampa. Los que bajaban eran captados por otro detector en la parte inferior del recipiente cil\u00edndrico. Este procedimiento se repiti\u00f3 varias veces, con muestras de aproximadamente unos mil anti\u00e1tomos.<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/wp-content\/uploads\/2024\/05\/RPF-antimateria-2023-11-site-01-800-1.jpg\")
Maximilien Brice\u2009\/\u2009Alpha colabora\u00e7\u00e3o<\/span>Registro del proceso de aniquilaci\u00f3n de los \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno dispersos en la superficie interna de la trampa magn\u00e9ticaMaximilien Brice\u2009\/\u2009Alpha colabora\u00e7\u00e3o<\/span><\/p><\/div>\n Al finalizar toda la ronda de pruebas, el experimento concluy\u00f3 que alrededor de en un 80 % los \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno descendieron, es decir, entraron en ca\u00edda libre. Si se les sometiera a la misma condici\u00f3n, los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno mostrar\u00edan un comportamiento id\u00e9ntico en una proporci\u00f3n similar, debido a la acci\u00f3n de la gravedad.<\/p>\n Cabe esperar que una parte de los \u00e1tomos y anti\u00e1tomos asciendan en lugar de descender, debido a la presencia de la energ\u00eda cin\u00e9tica. El margen de error de los datos finales del estudio es relativamente alto, de hasta un 29 %. Empero, seg\u00fan los investigadores, los resultados indican que la acci\u00f3n de la gravedad sobre la antimateria es compatible con la ejercida sobre la materia y descartan la posibilidad de existencia de la antigravedad.<\/p>\n La influencia de la gravedad sobre cualquier tipo de materia fue prevista por Albert Einstein (1879-1955). \u201cEl resultado de este nuevo experimento es importante porque confirma el principio de equivalencia, uno de los pilares de la teor\u00eda de la relatividad general, seg\u00fan el cual todas las formas de energ\u00eda, sean materia o antimateria, acusan el efecto de la gravedad por igual\u201d, explica George Matsas, del Instituto de F\u00edsica Te\u00f3rica de la Universidade Estadual Paulista (IFT-Unesp), quien no particip\u00f3 del trabajo realizado en el LHC.<\/p>\n Aunque el concepto mismo de lo que se conocer\u00eda como antimateria empez\u00f3 a surgir tras la formulaci\u00f3n de la teor\u00eda de la relatividad general, con los trabajos del f\u00edsico te\u00f3rico ingl\u00e9s Paul Dirac (1902-1984) a partir de 1928, la postura predominante siempre ha considerado que el principio de equivalencia, una de las leyes fundamentales de la f\u00edsica, era aplicable a las antipart\u00edculas. Hab\u00eda indicios de ello, pero hac\u00eda falta un dato m\u00e1s preciso como el que ahora ha aportado la colaboraci\u00f3n internacional.<\/p>\n En el experimento del Cern se trabaj\u00f3 con el antihidr\u00f3geno porque este es el tipo de \u00e1tomo de antimateria m\u00e1s simple que existe y el m\u00e1s f\u00e1cil de producir, almacenar y manipular en laboratorio. Seg\u00fan el modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica, cada part\u00edcula posee su correspondiente antipart\u00edcula de igual masa y energ\u00eda, pero con carga el\u00e9ctrica invertida. Sucede lo mismo con los \u00e1tomos y anti\u00e1tomos de un elemento.<\/p>\n Al igual que el \u00e1tomo de hidr\u00f3geno, compuesto por un electr\u00f3n (con carga negativa) y un prot\u00f3n (positivo), el del antihidr\u00f3geno est\u00e1 compuesto por un positr\u00f3n (el hom\u00f3logo del electr\u00f3n, pero con carga positiva) y un antiprot\u00f3n (el equivalente negativo del prot\u00f3n). El Big Bang, la explosi\u00f3n primordial que habr\u00eda dado origen al universo hace 13.800 millones de a\u00f1os, habr\u00eda producido cantidades iguales de materia y antimateria, que se generan simult\u00e1neamente. Cuando un \u00e1tomo se encuentra con su anti\u00e1tomo, se aniquilan mutuamente. Dejan de existir.<\/p>\n Sin embargo, esto no ha sido exactamente lo que ha ocurrido a lo largo de la evoluci\u00f3n del universo. Por motivos desconocidos, tal vez se hayan creado m\u00e1s part\u00edculas que antipart\u00edculas y este excedente de materia no se aniquil\u00f3. Es lo que los cosm\u00f3logos denominan asimetr\u00eda materia-antimateria.<\/p>\n \u201cUno de los mayores retos que afrontamos en el experimento fue evitar la aniquilaci\u00f3n del antihidr\u00f3geno dentro de la trampa magn\u00e9tica\u201d, comenta el f\u00edsico Rodrigo Sacramento, de la UFRJ, otro de los autores del estudio producido por la colaboraci\u00f3n Alpha. \u201cNo pod\u00edamos dejar que los anti\u00e1tomos tomaran contacto con los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno porque en ese caso ser\u00edan eliminados. Es por esta raz\u00f3n que necesit\u00e1bamos realizar la experiencia en un ambiente con un vac\u00edo meticulosamente controlado\u201d. La colaboraci\u00f3n Alpha espera poder mejorar sus resultados en nuevas versiones del experimento que permitan reducir sus m\u00e1rgenes de error.<\/p>\n