Northwestern atrapa un positrón durante meses para estudiarlo

Físicos de la Universidad Northwestern lograron atrapar un solo positrón, la contraparte de antimateria del electrón, durante meses. El equipo enfrió la partícula a temperaturas cercanas al cero absoluto y controló sus estados cuánticos con gran precisión sin destruirla. El trabajo se publicó en Physical Review Letters.

El grupo, dirigido por Gerald Gabrielse, desarrolló un dispositivo llamado ciclotrón cuántico de un solo positrón. Usa campos eléctricos y magnéticos para mantener la partícula en el vacío, en su estado de menor energía. En ese estado, los investigadores pueden inducir cambios controlados en su comportamiento cuántico. Como el método no destruye la partícula, pudieron repetir mediciones sobre el mismo positrón durante meses.

Por qué es tan difícil estudiar la antimateria

Las matemáticas predicen que cada partícula de materia tiene una antipartícula, algo que los experimentos han confirmado. El universo debería contener cantidades similares de ambas, pero casi todo lo que observamos es materia ordinaria. Aún no sabemos por qué.

La antimateria puede producirse en laboratorios, pero cuando una antipartícula entra en contacto con materia común, ambas se aniquilan y liberan energía. Por eso se emplean cámaras de vacío y campos electromagnéticos que las mantienen aisladas. Eso resuelve el problema solo en parte, y estudiar su comportamiento a escala cuántica sigue siendo complicado.

Qué viene ahora

Un electrón y un positrón tienen la misma masa y cargas eléctricas opuestas. Quedan dudas sobre cuán parecidos son y si existen pequeñas diferencias que los experimentos previos no detectaron. Los investigadores quieren comparar las propiedades magnéticas de ambas partículas. Con electrones ya hay mediciones muy precisas, pero igualar esa precisión con positrones ha sido más difícil.

Según la American Physical Society, el nuevo dispositivo podría permitir mediciones de partículas de antimateria unas 30 veces más precisas que antes. Por ahora, el experimento no ha revelado diferencias inesperadas. Lo logrado es una mejor capacidad para detectarlas. Si futuras mediciones muestran que un positrón responde a los campos magnéticos de forma distinta a un electrón, los científicos tendrían que revisar algunas de las leyes con las que explican la materia y la antimateria.