Por primera vez se ha enfriado la antimateria con un láser

Descubrimientos que pueden cambiar el rumbo de la historia.
Foto: ¡QFC!

Durante décadas, los láseres se han utilizado para enfriar átomos a un valor absoluto cercano a cero, la temperatura más baja. Por supuesto, estos son los átomos de la materia, como nosotros y todo lo que nos rodea. Ahora, la misma tecnología ha logrado una hazaña más difícil: enfriar la resistencia al hidrógeno a la misma baja temperatura.

Bueno, ¿y qué con eso?

Este logro abrió la puerta para verificar algunas preguntas más básicas sobre la naturaleza del universo. La antimateria es una imagen de la materia, que es la misma en algunos aspectos y completamente opuesta en otros aspectos. Dado que el encuentro entre materia y antimateria conduce a la eliminación repentina de energía, es difícil contener incluso muy poca materia, y mucho menos estudiarla. Si la antimateria que tienes no se ha estancado, es aún más difícil.

Dado que la temperatura es una medida de la velocidad vibratoria de los átomos o moléculas, reducirla lo suficiente para un control estricto significa eliminar su calor. Esto es lo que hizo el equipo canadiense del Instrumento de Física Láser Anti-Hidrógeno (ALPHA).

Materia y Anti-materia | Foto: Cuentos Cuánticos

Ajustaron el láser ultravioleta para que cuando un rayo de átomos de antihidrógeno se moviera hacia el láser, su luz desapareciera, dejándolos en silencio. Por otro lado, cuando los átomos se mueven en la dirección opuesta, su frecuencia es tal que el desplazamiento Doppler evita que el láser ejerza un impulso adicional sobre ellos, al igual que cuando la luz tiene un espectro más amplio. Cuando la energía se mueve en una dirección sin restablecerse en la otra dirección, la energía se cancela y la velocidad del movimiento se ralentiza hasta que casi desaparece. 

Resolviendo enigmas

Un gran misterio en la física moderna es por qué hay más materia que antimateria en el universo. Es algo bastante bueno, ya que de lo contrario siempre estaremos en peligro de ser aniquilados por el planeta hecho de antimateria o incluso por todo el Sol hecho de antimateria. Sin embargo, nuestro modelo “Big Bang” sugiere que debería producir dos en igual número. No cabe duda de que la enorme desviación del Universo es el mayor agujero que queda en nuestra comprensión de las leyes de la física, lo que durante décadas ha sido un desafío y una vergüenza para los físicos.

La declaración en la revista Nature de que el átomo de hidrógeno se enfrió con éxito de esta manera abrió la puerta a una mayor discusión sobre estos temas

“Mi próximo sueño es hacer una ‘fuente’ de antiátomos lanzando la antimateria enfriada por láser al espacio libre. Si se hace realidad, permitiría una clase totalmente nueva de mediciones cuánticas que antes eran impensables”, afirma el coautor, el Dr. Makoto Fujiwara, del TRIUMF de Canadá.

“Estamos un paso más cerca de poder fabricar las primeras moléculas de antimateria del mundo uniendo antiátomos mediante nuestra tecnología de manipulación láser”, afirmó el profesor Takamasa Momose, de la Universidad de Columbia Británica, miembro del equipo.

El desequilibrio de materia y antimateria en el universo significa que de alguna manera hemos determinado que los dos no son reflejos perfectos el uno del otro. El enfriamiento por láser nos permite probar algunas opciones poco probables pero aún no descartadas, como la respuesta desigual a la gravedad.

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