Lo que ha encontrado el CERN estrellando átomos pesados al límite de la física
El CERN es el mayor laboratorio en temas nucleares del mundo, dentro de sus objetivos está el entender el origen de la notoria asimetría entre la materia ordinaria y su contraparte, la antimateria. El Gran Colisionador de Hadrones es capaz de crear partículas exóticas, entre ellas, el mayor átomo de antimateria descubierto hasta la fecha.
Partículas y antipartículas
El modelo estándar de partículas y la teoría cuántica de campos son las mejores herramientas para describir la materia y tres de las cuatro interacciones fundamentales. En este se describen familias de partículas que combinados forman todas las demás. Por ejemplo, un átomo normal está compuesto por protones, neutrones y electrones, los dos primeros están hechos a su vez de quarks y gluones.
Los quarks y electrones son partículas fundamentales con propiedades intrínsecas como una masa, carga eléctrica y espín concretos. Dentro de la teoría cuántica existe una versión casi identidad de estas partículas, pero con carga eléctrica opuesta, esta es conocida como antimateria y no debe confundirse con la materia oscura. Además, un par partícula y antipartícula al entrar en contacto se aniquilan, liberando gran cantidad de energía.
Cuando antiquarks se unen entre sí pueden dar paso a antipartículas, tales como el antiprotón o antineutrón. A su vez, su combinación da lugar a, por ejemplo, el antihidrógeno. Este principio aplica en general a cualquier elemento de la tabla periódica.
Núcleos exóticos
Normalmente en el LHC se colisionan protones a casi la velocidad de la luz, sin embargo, durante una pequeña ventana de tiempo se enfrentan entre sí átomos pesados. Los iones de plomo son capaces de crear un plasma de quark-gluones, del cual pueden surgir partículas exóticas como hipernúcleos.
Los hipernúcleos son un tipo exótico de núcleo, donde no solo hay protones y neutrones, sino una partícula adicional conocida como hiperón. Estos se diferencian por tener quarks de tipo extraño, provocando una gran inestabilidad.
En las colisiones de iones pesados de plomo se forman hipernúcleos en gran cantidad, más específicamente en forma de hipertritio y su contraparte, el antihipertritio, análogos al ion tritio del hidrógeno con dos neutrones.
Consiguiente a la primera observación del aintihiperhidrógeno-4 hace unos meses, recientemente un grupo de investigadores encontró evidencias de la detección del hipernúcleo de antimateria más pesado conocido hasta la fecha. Este es el antihiperhelio, es decir, el hipernúcleo análogo al átomo de helio.
El antihiperhelio-4 es un núcleo exótico compuesto por dos antiprotones, un antineutrón y un antilambda, este último es la versión de antimateria de una partícula compuesta por un quark up, un quark down y un quark extraño.
Asimetría cuántica
Las numerosas observaciones de los hipernúcleos e hiperones son una excelente prueba para las teorías físicas que tratan de explicar el gran zoológico de partículas. A partir de las observaciones fue posible determinar que los resultados experimentales, dentro de la incertidumbre de las mediciones, y la teoría muestran resultados muy similares.
Si bien esto es un buen indicativo del conocimiento que tiene la humanidad sobre el mundo cuántico, sigue sin encontrarse un mecanismo por el cual haya una muy marcada diferencia entre la cantidad de materia y antimateria en el universo. En este caso, ambas formas se crean en igual cantidad.
Esta entrada fue modificada por última vez en 10/12/2024 21:12