Mexicanos estudian el misterio de la antimateria

Un grupo de científicos mexicanos encabezados por el doctor Pedro Luis Manuel Podesta Lerma, investigador de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), participa en el estudio de la antimateria en el experimento Belle II, del Super KEK, el Laboratorio de Partículas Elementales, ubicado en Tsukuba, Japón.

Destacó que en dicho laboratorio japonés trabajan en proyectos que buscan descubrir nueva física que vaya más allá del modelo estándar y que explique, entre muchas otras, cosas que aún son un misterio como la antimateria.

En entrevista con la Agencia Informativa Conacyt, Podesta Lerma recordó que en 1928, el físico inglés Paul Dirac desarrolló una ecuación matemática que predice la existencia de la antimateria, es decir, de antipartículas con la misma masa que las partículas pero con carga eléctrica y propiedades magnéticas opuestas.

Esta ecuación no solo predecía la existencia de una antipartícula para el electrón, sino también para el resto de partículas conocidas. Pero fue hasta 1932 que el físico estadounidense Carl David Anderson descubrió el positrón, la antipartícula del electrón y con ello confirmó la teoría de Dirac.

A partir de entonces se han descubierto paulatinamente diversas antipartículas, por ejemplo en 1955, los científicos Emilio Segrè y Owen Chamberlain, en la Universidad de Berkeley encontraron el antiprotón y antineutrón.

A partir de este conocimiento se han desarrollado tecnologías que emplean el principio de la antimateria, por ejemplo la tomografía por emisión de positrones mejor conocida como PET por sus siglas en inglés.

El PET es una técnica no invasiva que se utiliza por lo general para el diagnóstico de tumores, sobre todo aquellos que son diminutos, se ven cuando se inyecta una sustancia, se crean un electrón y un positrón y este se detecta, explicó el físico sinaloense.

Aunque los principios de la antimateria ya se emplean, la antimateria en sí aún guarda muchos secretos por descubrir, manifestó el miembro nivel II del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), perteneciente al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

Uno de esos grandes misterios es saber por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria, ya que se supone que hace 13 mil 800 millones de años, cuando se dio la “explosión” colosal con que se formó el universo, se generaron cantidades iguales de materia y antimateria.

Además, según la teoría cuántica de campos señala que cuando la materia y la antimateria entran en contacto, se aniquilan mutuamente. Entonces, ¿por qué el Big Bang condujo a un universo hecho principalmente de materia, con escasas apariciones de partículas de antimateria?

Justo esa es una de las interrogantes que se trata de resolver en el experimento Belle II. “Conocer más de la antimateria, así como de la física, es importante porque nos ayuda a comprender de qué estamos hechos nosotros y todo lo que nos rodea”, explicó Podesta Lerma.

“En los aceleradores a energías muy altas generamos un haz de protones y antielectrones, estos últimos los atrapamos con un campo magnético, después los ponemos a dar vueltas y los hacemos chocar entre sí”, detalló el investigador de la UAS.

Señaló que lo que han encontrado es que los quarks b, que son las cosas más pequeñas e indivisibles del universo, se comportan muy diferente de la materia y la antimateria.

Para estudiar más a fondo sobre este y otros comportamientos de las antipartículas y la antimateria, el grupo de científicos mexicanos encabezado por el doctor Podesta Lerma desarrolló un detector que monitorea un haz de electrones que es 500 veces más delgado que un cabello.

Monitorear este haz tan diminuto es todo un reto, por eso el equipo de científicos mexicanos desarrolló el Large Angle Bremsstrahlung Monitor (LABM) que medirá la intensidad de la luz emitida por el haz de electrones y positrones.

Este detector desarrollado por investigadores de la UAS, la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP), el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav), la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), la Wayne State University, KEK y la University of Tabuk es pieza fundamental en el experimento Belle II, ya que ayuda a ver con precisión la dirección de este fino haz para que después de un recorrido de aproximadamente tres kilómetros se pueda dar la colisión en un punto exacto.

Este equipo ya fue probado e instalado en el experimento, de hecho ya se tomaron algunos datos, pero falta recolectar más información de las colisiones y analizarlas, lo cual tomará algunos años, para poder conocer más de la antimateria.

Fuente: CONACYT.