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Durante mucho tiempo se ha especulado sobre si los anti\u00e1tomos son repelidos en lugar de atra\u00eddos por la gravedad. Despu\u00e9s de muchos a\u00f1os, un experimento de oto\u00f1o en el CERN finalmente aporta claridad.<\/p>\n
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<\/p>\n cern<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/figcaption><\/figure>\n <\/p>\n \u00abTodo lo que sube tiene que bajar.\u00bb Generalmente se entiende que este dicho significa que la vida no siempre sube. A todo ascenso le sigue inevitablemente una ca\u00edda en alg\u00fan momento. Sin embargo, la frase tambi\u00e9n puede entenderse como una descripci\u00f3n adecuada de la gravedad. Si lanzas un objeto hacia arriba en el campo de gravedad de la Tierra, inevitablemente volver\u00e1 a bajar. \u00bfO tal vez no?<\/p>\n <\/p>\n Hasta la fecha no existe ninguna prueba experimental sobre si la gravedad tambi\u00e9n se aplica a la antimateria, es decir, a los \u00e1tomos que son una imagen especular de los \u00e1tomos que conocemos. Algunos investigadores especulan que los anti\u00e1tomos no son atra\u00eddos hacia la Tierra, sino repelidos. Esto ser\u00eda una violaci\u00f3n de la f\u00edsica conocida. Pero podr\u00eda ayudar a explicar por qu\u00e9 existe una asimetr\u00eda entre materia y antimateria en el universo. Un experimento en el CERN de Ginebra est\u00e1 aportando ahora m\u00e1s claridad. Adem\u00e1s, los anti\u00e1tomos s\u00f3lo conocen un camino: hacia abajo.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Los experimentos de oto\u00f1o tienen una larga tradici\u00f3n. Seg\u00fan la leyenda, el cient\u00edfico natural Galileo Galilei dej\u00f3 caer varios objetos desde la torre inclinada de Pisa en el siglo XVI. Descubri\u00f3 que todos los cuerpos caen a la misma velocidad, independientemente de su composici\u00f3n. Este hallazgo ahora se conoce como principio de equivalencia d\u00e9bil. Albert Einstein lo convirti\u00f3 en la piedra angular de su teor\u00eda general de la relatividad. Esta teor\u00eda de 1915 proporciona la mejor descripci\u00f3n de la gravedad hasta la fecha.<\/p>\n <\/p>\n Cuando Einstein propuso la teor\u00eda general de la relatividad, no se sab\u00eda nada sobre la antimateria. No fue hasta 1928 que el f\u00edsico brit\u00e1nico Paul Dirac postul\u00f3 que por cada part\u00edcula debe haber una antipart\u00edcula con carga el\u00e9ctrica opuesta. Su predicci\u00f3n fue confirmada en 1932 con el descubrimiento del positr\u00f3n, la contraparte positiva del electr\u00f3n con carga negativa.<\/p>\n <\/p>\n Desde entonces, ha surgido repetidamente la pregunta de si la antimateria y la materia se comportan de manera opuesta en el campo gravitatorio de la Tierra. Aunque eso no es muy plausible. Sin embargo, esto no ha impedido que los f\u00edsicos estudien las consecuencias cosmol\u00f3gicas de la antigravedad. La repulsi\u00f3n entre materia y antimateria podr\u00eda explicar por qu\u00e9 vemos casi exclusivamente materia en nuestra parte del universo.<\/p>\n <\/p>\n En realidad, deber\u00eda ser f\u00e1cil comprobar si un cuerpo cae o asciende en el campo gravitatorio de la Tierra. De hecho, ese no es el caso. En comparaci\u00f3n con otras fuerzas de la naturaleza, la gravedad es extremadamente d\u00e9bil. Si se dejan caer antipart\u00edculas cargadas el\u00e9ctricamente, como el positr\u00f3n, incluso los campos el\u00e9ctricos par\u00e1sitos m\u00e1s peque\u00f1os son suficientes para enmascarar la influencia de la gravedad.<\/p>\n <\/p>\n Por ello, el grupo de trabajo Alpha del CERN lleva a cabo sus experimentos de ca\u00edda con \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno el\u00e9ctricamente neutros. Estos se crean dirigiendo un haz de antiprotones y un haz de antielectrones hacia una trampa magn\u00e9tica, donde los dos tipos de part\u00edculas se combinan para formar \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno.<\/p>\n <\/p>\n Una vez que se han acumulado suficientes anti\u00e1tomos en la trampa, los campos magn\u00e9ticos se desconectan y los anti\u00e1tomos pueden moverse libremente bajo la influencia de la gravedad. Sin embargo, no llegan muy lejos. Tan pronto como un anti\u00e1tomo entra en contacto con las paredes del aparato de medici\u00f3n, se aniquila. La energ\u00eda liberada se puede detectar mediante detectores especiales. Esto permite determinar si los anti\u00e1tomos han subido o bajado.<\/p>\n <\/p>\n Eso suena relativamente simple. Pero el experimento tiene sus inconvenientes. Una primera prueba de casos realizada por el grupo de trabajo Alpha en 2013 no arroj\u00f3 resultados claros. La raz\u00f3n de esto era que los anti\u00e1tomos en la trampa magn\u00e9tica se mov\u00edan violentamente de un lado a otro. Cuando se abre la trampa, se dispersan en todas direcciones y son destruidos tanto por encima como por debajo de la trampa. Hace diez a\u00f1os no hab\u00eda diferencias estad\u00edsticamente significativas.<\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Desde entonces, el grupo de trabajo Alpha ha mejorado su trampa. En lugar de una orientaci\u00f3n horizontal de la trampa, se eligi\u00f3 una vertical. Adem\u00e1s, los anti\u00e1tomos se enfriaron para que se movieran menos r\u00e1pidamente. Y los campos magn\u00e9ticos circundantes ahora se pueden controlar mejor. Esto es importante porque peque\u00f1as fluctuaciones del campo pueden anular el efecto de la gravedad.<\/p>\n <\/p>\n NSF<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n <\/p>\n El grupo de Jeffrey Hangst de la Universidad de Aarhus en Dinamarca ha repetido muchas veces el experimento de ca\u00edda en el Cern. Los anti\u00e1tomos todav\u00eda golpean las paredes tanto por encima como por debajo de la trampa. Esta vez, sin embargo, se pudo observar una tendencia clara: alrededor del 80 por ciento de los \u00e1tomos fueron destruidos debajo de la trampa. Por tanto, los anti\u00e1tomos se sienten atra\u00eddos por la Tierra. La antigravedad se puede descartar casi con certeza. Se trata de un rechazo de los modelos cosmol\u00f3gicos que se basan en una repulsi\u00f3n entre materia y antimateria.<\/p>\n <\/p>\n Sin embargo, a\u00fan no se ha dicho la \u00faltima palabra. Porque el experimento a\u00fan no es lo suficientemente preciso como para medir con precisi\u00f3n la fuerza de la atracci\u00f3n. Por tanto, a\u00fan no est\u00e1 claro si los anti\u00e1tomos caen tan r\u00e1pidamente como los \u00e1tomos ordinarios. En principio, podr\u00eda ser que los anti\u00e1tomos sientan una (quinta) fuerza previamente desconocida que anula parcialmente el efecto de la gravedad.<\/p>\n <\/p>\n El experimento alfa-g no es el \u00fanico experimento con \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno en Cernus. Pero est\u00e1 a\u00f1os por delante de otros experimentos, afirma Paolo Crivelli de ETH Zurich, que pertenece al grupo de trabajo GBAR competidor. A finales de 2022, su grupo de trabajo logr\u00f3 por primera vez detectar \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno en la trampa. Pero los anti\u00e1tomos siguen siendo demasiado r\u00e1pidos. En el futuro queremos crearlos de tal manera que est\u00e9n pr\u00e1cticamente en reposo en la trampa. Crivelli espera poder medir la fuerza de la atracci\u00f3n con un error de medici\u00f3n de menos de uno por mil. <\/p>\n <\/p>\n <\/p>\n Su colega Anna Soter de ETH Zurich tambi\u00e9n est\u00e1 preparando un experimento de caso en el Instituto Paul Scherrer de Villigen. Sin embargo, no quiere soltar \u00e1tomos de antihidr\u00f3geno, sino \u00e1tomos de muonio. En estos \u00e1tomos ex\u00f3ticos, un electr\u00f3n orbita alrededor de un antimu\u00f3n. Esta part\u00edcula pertenece a la misma familia de part\u00edculas que el electr\u00f3n. Lo especial de los \u00e1tomos de muonio es que su masa s\u00f3lo depende de los par\u00e1metros del modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas, afirma Soter.<\/p>\n <\/p>\n Soter tambi\u00e9n quiere poner a prueba el principio de equivalencia d\u00e9bil. En condiciones normales, esto se comprob\u00f3 con una precisi\u00f3n de 15 d\u00edgitos. A priori, sin embargo, no hay raz\u00f3n para que el principio se aplique tambi\u00e9n a la antimateria y a formas ex\u00f3ticas de materia. Hasta el d\u00eda de hoy nadie sabe c\u00f3mo combinar la teor\u00eda de la gravedad de Einstein con el modelo est\u00e1ndar de la f\u00edsica de part\u00edculas. Por tanto, cualquier experimento que examine la conexi\u00f3n entre estas dos teor\u00edas es bienvenido.<\/p>\n <\/p>\n Siga al equipo editorial cient\u00edfico de NZZ en X<\/a>.<\/p>\n <\/p>\n <\/div>\nSe est\u00e1 poniendo en marcha el experimento alfa-g en el Cern. Recuerda un poco a las pruebas de ca\u00edda que, seg\u00fan se dice, llev\u00f3 a cabo Galileo en la Torre Inclinada de Pisa.<\/h2>\n
Todo empez\u00f3 con Galileo Galilei<\/span><\/h2>\n
Muchas peque\u00f1as mejoras suponen un gran avance<\/span><\/h2>\n
Animaci\u00f3n del experimento Alpha-g. Una vez abierta la trampa, la mayor\u00eda de los \u00e1tomos caen hacia abajo.<\/h2>\n
Un experimento de caso con \u00e1tomos ex\u00f3ticos<\/span><\/h2>\n