El CERN alcanza una precisión récord en el antihidrógeno
Investigadores de la colaboración ALPHA en el CERN lograron medir una propiedad fundamental del antihidrógeno con una precisión de 4 partes por millón, mejorando en dos órdenes de magnitud sus resultados anteriores. El estudio, publicado el 27 de mayo en la revista Nature, refuerza los esfuerzos por determinar si la antimateria obedece las mismas leyes físicas que la materia ordinaria.
El trabajo se centró en la estructura hiperfina del estado fundamental del antihidrógeno, una división extremadamente pequeña de los niveles de energía provocada por la interacción magnética entre un antiprotón y un positrón. En el hidrógeno convencional, este fenómeno genera la conocida línea espectral de 21 centímetros, utilizada en radioastronomía para estudiar la estructura del universo y buscar posibles señales de vida extraterrestre.
El antihidrógeno es uno de los sistemas más difíciles de analizar en física debido a que se aniquila al entrar en contacto con la materia. Por ello, los científicos deben producirlo en condiciones controladas y mantenerlo suspendido mediante trampas magnéticas. En 2017, la colaboración ALPHA había alcanzado una precisión de unas 400 partes por millón. El nuevo resultado reduce esta incertidumbre a solo 4 partes por millón, lo que permite comparaciones mucho más estrictas con el hidrógeno.
El avance fue posible gracias a mejoras en las técnicas de enfriamiento de partículas. El equipo utilizó iones de berilio enfriados con láser para reducir la temperatura de positrones hasta aproximadamente 10 kelvin. Este método aumentó la eficiencia de producción y captura de antihidrógeno, permitiendo generar más de 15.000 átomos en menos de siete horas, frente a los 2.000 en 24 horas logrados anteriormente.
Los investigadores señalan que los resultados son compatibles con la simetría CPT, un principio fundamental del Modelo Estándar de la física de partículas. Este hallazgo abre además nuevas vías para pruebas más rigurosas de la electrodinámica cuántica, que describe la interacción entre partículas cargadas y la luz.
En paralelo, otra colaboración del laboratorio, ASACUSA, trabaja en mediciones similares utilizando técnicas basadas en haces de partículas, con el objetivo de alcanzar una precisión aún mayor en el futuro.
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