Agencias / MonitorSur, Ciudad de México.- En el universo actual, los astros y todo lo que nos rodea en nuestra vida cotidiana están hechos de materia. La antimateria, a la que podríamos definir coloquialmente como el duplicado invertido de la materia, comparable a una imagen y su reflejo en un espejo, solo existe de manera natural en el universo actual durante instantes fugaces, en el marco de fenómenos físicos de alta energía.

En la Tierra, desde hace décadas podemos crear antimateria de manera artificial, aunque durante mucho tiempo ello estuvo limitado a sus partículas subatómicas constituyentes y solo desde fechas más recientes también ha sido posible obtener un átomo completo de su elemento químico más simple, el antihidrógeno (el “duplicado invertido” del hidrógeno).

Hay muchos enigmas sobre la antimateria, incluyendo todo lo relativo a sus propiedades químicas y físicas. Además de por su aureola de misterio, la antimateria resulta inquietante por el hecho de que cuando materia y antimateria entran en contacto se aniquilan mutuamente, liberando una cantidad colosal de energía, muy superior a la de cualquier reacción nuclear.

La figura muestra un esquema del sistema láser de 121.6 nm para conducir la transición 1S-2P. Ver métodos para más detalles. Foto Nature.

Por primera vez, unos físicos en el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) han observado la transición Lyman-alfa en el antihidrógeno.

Dicha transición es la más básica e importante en los átomos de hidrógeno normales, y haber observado el mismo fenómeno en el antihidrógeno abre una nueva era en la ciencia de la antimateria, tal como destaca Takamasa Momose, de la Universidad de la Columbia Británica en Canadá y miembro del equipo de investigación. Momose, además, lideró el desarrollo del sistema láser usado para manipular el antihidrógeno.

La transición Lyman-alfa, vista en el hidrógeno por vez primera hace más de 100 años, se mide como una serie de emisiones ultravioleta que ocurren cuando un electrón de un átomo de hidrógeno es inducido a pasar de un orbital bajo a uno alto (esencialmente, dos estados energéticos). Usando pulsos láser que duran nanosegundos, el equipo de Momose consiguió provocar la misma transición en varios cientos de átomos de antihidrógeno atrapados magnéticamente en un vacío.

Fuente: Revista Nature.

a, El detector de aniquilación del vértice de silicio de tres capas se muestra esquemáticamente en verde; el imán de solenoide externo para las trampas Penning no se muestra en este diagrama. La luz láser ingresa desde el lado del positrón (e +) (derecha) y se transmite al lado del antiprotón (⎯⎯) (izquierda) a través de las ventanas de ultra alto vacío al vacío con ultravioleta MgF2. El rayo láser cruza el eje de la trampa en un ángulo de 2.3 °. Los pulsos de 121.6 nm transmitidos son detectados por un fotomultiplicador en el lado del antiprotón. b. Pozo magnético axial formado por las cinco espirales de espejo y responsable del confinamiento axial de los antiácidos fríos (menos de 0,5 K). c, perfil de campo octogonal magnético radial. PMT, tubo fotomultiplicador; THG, generación de tercera armónica. Foto Nature

a, Distribución temporal de las señales detectadas entre -2 ms y 10 ms con respecto al pulso del láser. La frecuencia del láser estaba en la resonancia de la transición 1S-2P (desafinación de 0 GHz). El trazo negro muestra los desencadenadores de detector sin procesar. El trazo rojo muestra eventos después de la supresión de fondo debido a un algoritmo de aprendizaje automático basado en MVA. El eje y es el número total de conteos (tamaño del contenedor, 50 μs) para 24,000 pulsos a la frecuencia de resonancia. b, Igual que a, pero la frecuencia del láser estaba fuera de resonancia; la desafinación fue -2.47 GHz. c, la posición axial de los eventos de aniquilación se traza frente al TOF. La desafinación fue de 0 GHz. d, Igual que c, pero la desafinación fue -2.47 GHz. Los eventos dentro del cuadro discontinuo para cada frecuencia de láser se seleccionaron para la determinación de la forma espectral (figura 4a). Foto Nature.