Antimateria, el misterio

A menudo estamos familiarizados con términos que, cuando nos ponemos a pensar, no comprendemos bien. La antimateria es quizás uno de ellos, a pesar de ser parte de la esencia misma de la razón de nuestra existencia.

En principio, la podrías ver, si hiciéramos suficiente antimateria, pero si tratas de tocarla recibirías un tremendo shock porque el contacto entre materia y antimateria ocasiona su aniquilación mutua; es decir, si le estrecharas la mano a una persona hecha de antimateria, probablemente tú y esa persona morirían.

Si todo esto te suena raro, te advierto que hay más por venir, pero no vale la pena darse por vencido ante lo fascinante.

¿Cómo supimos de su existencia?

La idea original sobre la antimateria fue concebida por un matemático de la Universidad de Cambridge llamado Paul Dirac en 1928. Dirac estaba tratando de tomar las dos grandes teorías del siglo XX -la teoría de la relatividad especial, de Albert Einstein, y la teoría cuántica- y aplicarlas para hacer una teoría del electrón.

Lo que notó fue que, extrañamente, las sumas no cuadraban a menos de que hubiera un opuesto al electrón, lo que ahora llamamos positrón.

Es decir, las matemáticas dictaban que los electrones no podían existir sin positrones.

Carl Anderson fue quien lo detectara por primera vez en 1932, los positrones fueron descubiertos en la radiación cósmica que nos bombardea desde el espacio ultraterreste constantemente.

Los positrones fueron detectados usando cámaras de niebla o cámaras de Wilson, que son esencialmente cajas llenas de vapor de agua superenfriado y supersaturado. Al pasar, las partículas dejan una estela o traza y cada una es distinta. Cuando se les aplica un campo magnético, las partículas cargadas se curvan en diferentes sentidos, dependiendo de su energía. El descubrimiento del positrón se dio cuando una fotografía mostró que se comportaba de manera idéntica al electrón, pero se curvaba en el sentido opuesto.

Sin importar a qué grupo pertenezca, toda partícula elemental tiene su antipartícula con la que comparte la ecuación que describe sus propiedades físicas.

Por lo general, los pares partícula-antipartícula poseen igual masa, pero signos opuestos en alguna de sus cargas. Tal es el caso del electrón y el positrón: sus masas son iguales y sus cargas eléctricas opuestas. No obstante, algunas partículas son su propia antipartícula, como el fotón, que tiene masa y carga eléctrica iguales a cero.

Hasta donde sabemos, partículas y antipartículas exhiben las mismas propiedades y están sujetas a las mismas leyes físicas. La antimateria se forma entonces a partir de la asociación en hadrones, átomos y moléculas de las antipartículas elementales, de modo similar a como las partículas conforman la materia ordinaria.

De acuerdo con las teorías aceptadas acerca del inicio del Universo, materia y antimateria fueron producidas en iguales proporciones durante el Big Bang. Pero si esto fue así y, además, la antimateria se comporta como materia ordinaria, ¿por qué el Universo observado está formado en su mayoría de materia, mientras que la antimateria solo se encuentra en proporciones extremadamente pequeñas?

Ante la dificultad que plantea esta pregunta, algunos científicos consideran que grandes cantidades de antimateria podrían existir en ciertas regiones del Universo, formando desde antiátomos y antimoléculas hasta antiestrellas y antigalaxias. Es bastante extraño esta asimetría cuando incluso un plátano, por ejemplo, emite un positrón (o antielectrón) aproximadamente cada 75 minutos debido al decaimiento del potasio-40 que contiene.

Aquí es cuando surge mi imaginario. El universo si se creó en un solo punto dónde existía toda la materia comprimida, también debería existir toda la antimateria, y de ser ese el caso se habrían aniquilado entre ellas. Veo más nuestro universo como un espejo. Si te paras frente a un espejo tu mano derecha será la mano izquierda de tu reflejo, llevemos este básico ejemplo a la cuántica. Si cada partícula tiene su antipartícula, por matemáticas, tendrían que existir la misma cantidad de materia que de antimateria, la única solución que se me ocurre es que sí exista, pero no en nuestro universo. Como mismo tomamos como teoría de la creación del universo al Big Bang, también debió haber un Anti-Big Bang creador de un universo de antimateria. Este antiuniverso sería perceptible a nosotros gracias a "puentes" que serían las partículas que se comportan como materia y antimateria, fluctuando, y aquí se complica (aún más) la cosa, volvamos a los libros.

Este fenómeno, predicho teóricamente en 1955 por Murray Gell-Mann y Abraham Pais, se produce para partículas eléctricamente neutras y consiste en la transformación periódica de una partícula en su antipartícula y viceversa. Las oscilaciones materia-antimateria habían sido observadas previamente para otros tres mesones: el mesón K neutro, el mesón B neutro y el mesón B extraño. Se piensa que otras partículas con carga eléctrica cero, como el neutrón y el neutrino, también podrían oscilar.

Los mesones son partículas compuestas por un quark y un antiquark. Por ejemplo, el mesón encantado neutro está formado por un quark charm y un antiquark up. Durante las oscilaciones, los quarks que conforman el mesón también oscilan, transformándose continuamente, mediante la interacción débil, en la antipartícula de su compañero. Es decir, que el mesón encantado neutro oscila entre el estado de partícula (compuesto por un quark charm y un antiquark up) y el de antipartícula (compuesto por un quark up y un antiquark charm).

Hoy en día la antimateria, y sobretodo su asimetría bariónica (que haya más materia que antimateria en el universo observable) es una de las mayores interrogantes de la física moderna.

¿Qué les parece mi teoría de un antiuniverso?

Por: Brian Zeqgar para El Nudo