Descubren que la antimateria no es tan rara

Un graduado de la Universidad de Rice ha medido las huellas del movimiento de las partículas dentro de la materia en busca de una explicación a por qué ésta dominó el cosmos

Si usted es amante de la ciencia ficción estará familiarizado con el término «antimateria». Sin ir más lejos, en «Ángeles y Demonios» el profesor Langdon lucha por mantener al Vaticano a salvo del ataque de una bomba de antimateria. En «Star Trek» los viajeros del espacio pueden propulsarse más rápido que la luz gracias a sus motores de aniquilación de antimateria.

Pero resulta que la antimateria también es un asunto que atañe a la realidad mundana. De hecho, lleva siéndolo desde los mismísimos orígenes del universo. Con el Big Bang nació toda la materia que conocemos y, junto a ella, la antimateria, mucho menos abundante. Para entender qué es una es necesario comprender la otra.

Sabemos que en el corazón de cada átomo residen partículas como los protones, los neutrones y los electrones. Los protones están cargados positivamente, los neutrones son, obviamente, neutros, y los electrones tienen cargas negativas. Pero desde su formación, algunos de ellos vienen emparejados con un álter ego. Los protones tienen un antiprotón negativo y los electrones un antielectrón positivo.

La teoría sobre el origen del cosmos establece que en el seno de las ultraenergéticas colisiones del Big Bang nació tanta materia como antimateria. Hoy aún desconocemos qué ocurrió para que ganara la batalla la primera y hoy el cosmos esté hecho mayoritariamente de ella. Aún así, podemos «fabricar» antimateria en el interior de los gigantescos aceleradores de partículas como LHC del CERN.

Sea como fuere, lo cierto es que la antimateria sigue siendo un fenómeno misterioso. Es cierto que la ciencia la controla hasta el punto de que se utiliza a diario en los hospitales de todo el mundo. Los escáneres PET funcionan por emisión de positrones. Los positrones son la antipartícula del electrón, es decir, presentan la misma masa y carga contraria al electrón. Se obtienen mediante un aparato acelerador de partículas y tienen una ventaja esencial. Cada vez que un positrón colisiona con un electrón se producen dos fotones. Estos fotones sirven de «luz» para ver lo que ocurre dentro de un cuerpo: por ejemplo, detectar si existe un tumor en un cerebro.

Pero la antimateria es tan extraña que, aunque sepamos utilizarla para fines tan loables, no conocemos casi nada de ella: es como tener al novio de nuestra hija en casa porque nos fiamos de ella, aunque en realidad no sepamos nada de su vida.

Un hallazgo publicado ayer puede darnos alguna pista nueva sobre el jovenzuelo en cuestión. Y su autor no ha sido un científico eminente y reconocido, sino un pertinaz y paciente estudiante de la Universidad de Rice. Kefeng Xin es un graduado en Física empeñado en medir cómo se comportan los antiprotones dentro de su átomo. Para ello ha estudiado dos variables comunes en el comportamiento de cualquier partícula: la longitud de dispersión y el rango de interacción entre partículas. En palabras simples, ha medido las huellas del movimiento de las partículas dentro de la materia, como si escucháramos el ruido de un coche y viéramos las marcas de su frenada tras un impacto contra un árbol.

Y ¿por qué le ha dado por estudiar estas cosas? Fundamentalmente porque en esas huellas puede residir la respuesta a la pregunta que los físicos aún se hacen sobre la antimateria: si en el origen de todo había la misma cantidad de materia y antimateria: ¿por qué la materia dominó el cosmos?

Algunos científicos postulan que la antimateria no goza de la misma capacidad de atracción que su sosias y por ello no pudo ingeniárselas para formar estrellas, galaxias y planetas.

Xin trató de comprobarlo midiendo la longitud de dispersión de protones y antiprotones. Se llama así a una medida del ángulo en el que se desvía una partícula cuando viaja de su fuente de emisión hasta su destino. Este ángulo depende de la capacidad que una partícula tiene de ser influida por la presencia de otra: por ejemplo, el modo en que una partícula es atraída por un imán.

También midió el rango de interacción, una unidad que establece cuán cerca deben estar dos partículas para atraerse.

Para sorpresa de todos: ambas mediciones dieron resultados idénticos en los protones y en los antiprotones. Es decir, la materia y la antimateria tienen la misma capacidad de interacción, ejercen la misma fuerza de atracción al resto de partículas del cosmos. Si queremos encontrar una razón por la cual la materia dominó el universo habrá que buscar en otro lado: la fuerza no fue la culpable.