Efecto de ocultación en los átomos desconcierta a los científicos

Los átomos de positronio dispersan inexplicablemente partículas de gas como si fueran electrones solitarios, incluso si éstas también contienen un anti-electrón (positrón)

El descubrimiento sugiere que los ingenieros podrían utilizar las bien conocidas propiedades de dispersión de los electrones como una regla general en el diseño futuro de escáneres médicos que empleen positronio. También podría ayudar a interpretar unas desconcertantes observaciones astronómicas.

«Es importante el conocimiento de cómo interactúa el positronio con el medio circundante, sea que se trata de tejido humano o del gas interestelar», dice el líder del experimento Gaetana Laricchia del University College de Londres.

Los átomos de positronio son como los átomos de hidrógeno, excepto que el protón es sustituido por un positrón, la antipartícula de carga positiva del electrón. Los átomos son inestables y las dos partículas que lo constituyen desaparecen en una nube de rayos gamma en un microsegundo.

Cuando un haz de electrones o positrones pasa a través de un gas, dispersa las partículas de gas en un monto predecible. Los científicos supusieron que los átomos de positronio, que es dos veces más pesado que un electrón y eléctricamente neutro, tendría una tasa de dispersión muy diferentes.

Efectos que compiten

Para comprobar esto, el equipo de Laricchia disparó átomos de positronio a una velocidad de 1100 a 4400 kilómetros por segundo a través de varios gases, incluyendo hidrógeno, kriptón y vapor de agua. Curiosamente, el monto de la dispersión para el positronio resultó ser casi idéntico al de un electrón simple, como si la influencia de los positrones fuese —de alguna manera— «invisibilizada».

James Walters, un teórico de la Universidad Queen de Belfast que estudia las interacciones de la antimateria con la materia, dice que el resultado va a ser difícil de explicar matemáticamente porque el proceso de dispersión es complejo.

«Cuando el positronio golpea un átomo, los electrones en el átomo no saben qué hacer: ¿seguir pegados con el núcleo o tratar de perseguir a los positrones?. Hay mucha competencia presente y en teoría es difícil modelar esto con precisión.»

Limitando lo malo

Laricchia especula que el electrón podrían desempeñar un papel dominante en esta dispersión del positronio al acercarse más cerca de una partícula de gas, en promedio, que lo que lo hace el positrón.

Cualquiera sea la razón de los extraños resultados, podrían tener consecuencias importantes para la exploración PET de los médicos (tomografía por emisión de positrones). Los escáneres PET recogen los rayos gamma emitidos por el positronio que se forma cuando se inyecta en el cuerpo un trazador radiactivo que emite positrones.

El conocer el monto de la dispersión del positronio debería poner en claro cómo dejan su energía las partículas a lo largo de sus recorridos, ya que chocan con las moléculas en el tejido. «Eso es necesario para limitar los daños al tejido sano», le dijo Laricchia a New Scientist. También ayudaría a refinar la estimación de cuán lejos viaja el positronio, permitiendo que se pueda medir el volumen de los tumores con mayor precisión.

También se forma positronio en el espacio. El comprender su interacción con las nubes de gas interestelar podría ser crucial para determinar la posición de algunas fuentes misteriosas de positrones en la Vía Láctea.

Fuente: New Scientist. Aportado por Eduardo J. Carletti

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