24/Mar/08

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Nuevo giro en el misterio de la antimateria

Un nuevo experimento parece haber descubierto sorprendente evidencia acerca de que la naturaleza trata a la materia y la antimateria de forma diferente

Los descubrimientos, detallados en la edición del 20 de marzo de Nature, sugieren que una solución completa del misterio por el cual el Universo observable es dominado por la materia y no por antimateria, podría tener que esperar el descubrimiento de nuevas partículas o la invención de una nueva física.

La antimateria es la gemela extraña de la materia. Por cada partícula de materia normal, hay una partícula de igual masa pero carga eléctrica opuesta. Por cada protón -de carga positiva- hay un antiprotón que es una partícula igual al protón, con la misma masa pero con carga negativa. El electrón -que tiene carga negativa- tiene su antipartícula (a la que se denomina positrón) que tiene carga positiva. El neutrón se diferencia del antineutrón, no por su masa o su carga eléctrica (que son iguales) sino por el tipo de quarks del que están compuestos.

Cuando la materia colisiona con la antimateria se aniquilan en una explosión de energía.

De acuerdo al modelo estándar de la física, la materia y antimateria fueron creadas en las mismas cantidades luego del Big Bang. De ser así, se habrían cancelado impregnando al Universo de energía.

Pero como nuestra existencia atestigua, eso no ocurrió. Los estudios sugieren que el Universo está compuesto actualmente por 75% de energía oscura, 20% de materia oscura y sólo 5% de materia.

Una gran misterio es por qué parecen ser las partículas de materia normal son los bloques de construcción del Universo observable.

¿Porqué no estamos hechos de antimateria?

Por algún motivo, había una mayor cantidad de materia que de antimateria (una partícula por cada mil millones de antipartículas), y esa diferencia es la que perduró.

En los últimos años, los expertos han intentado recrear artificialmente esta desproporción primitiva usando colisionadores de partículas de gran energía. En el último estudio, un consorcio de investigadores llamado la Colaboración Belle, liderado por Paoti Chang de la Universidad Nacional de Taiwan, usó el acelerador KEK-B en Japón para colisionar electrones y positrones.

Cuando estas partículas colisionan, crean un estallido de energía que rápidamente se materializa en partículas llamadas mesones B. El experimento creó cuatro tipos de mesones B: neutrales, la contrapartida de los neutrales o anti-B, los positivos, y su contrapartida los negativos.

Un estudio de 2004 mostró que los mesones B neutrales decaen en otras partículas de forma más rápida que los anti-B.

Los científicos habían asumido que las diferencias entre estos tipos de mesones B eran menores. Esto los llevó a predecir que los mesones B positivos deberían decaer a la misma tasa que los mesones B neutrales (dado que ambos son partículas de materia normal) y que los mesones B negativos debían decaer a la misma tasa que los anti-B (al ser ambos partículas de antimateria).

El nuevo estudio revela que esto no es así. El equipo encontró que los mesones B neutrales decaen más rápido que los anti-B, pero que los mesones B positivos decaen más lentamente que sus antipartículas.

"Esto no es sólo que hay una asimetría partícula-antipartícula. Es que hay dos asimetrías que son diferentes una de otra", comentó Michael Peskin, un teórico de la Universidad de Stanford que no estuvo involucrado en el estudio.

Los nuevos resultados son similares a datos no publicados recientemente reunidos por otro equipo internacional que trabaja en el acelerador lineal de Stanford (BaBar), del cual Peskin es un miembro.

Considerados juntos, los hallazgos de los equipos no puede ser fácilmente explicados por el modelo estándard de la física y podría ser una pista de un mecanismo enteramente nuevo para la asimetría partícula-antipartícula, según explicó Peskin.

Fuente: Noticias del Cosmos. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard