Llegó tu paquete de antimateria: CERN transportan en camión nube de antiprotones

Si tras el Big Bang, en el Universo existió la misma cantidad de materia que de antimateria, ¿por qué predominó la segunda, de la cual estamos hechos? Para buscar responder algo tan complejo se necesita: 1) producir antimateria, 2) transportarla y 3) estudiarla en un laboratorio. El segundo paso de este intento tan complejo por entender la naturaleza dio sus primeros pasos.

Un equipo de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) ha logrado este martes transportar con éxito en un camión una nube de antiprotones, algo que la prestigiosa institución considera un “hito mundial” y un gran paso hacia el estudio de la antimateria, muy difícil de conservar.

La antimateria, casi imposible de mantenerse porque se aniquila al contacto con la materia, realizó un “viaje” de ocho kilómetros y no se perdió ninguna partícula por el camino, destacaron expertos del CERN en una rueda de prensa organizada para presentar el logro, alcanzado en el centro de experimentos BASE del CERN.

“Esto abre vías que antes eran imposibles. Hace 30 años que se buscaba transportar antimateria y ahora, con el nuevo sistema, se podrán realizar experimentos de precisión en distintos lugares, lo que multiplica las posibilidades de nuevos descubrimientos”, analizó en la rueda de prensa el responsable de BASE, Stefan Ulmer.

Anteriormente, Ulmer explicó que el primer paso del proyecto consiste en transportar antimateria a sus laboratorios de precisión especializados en la Universidad Heinrich Heine (HUU) de Düsseldorf, lo cual permitirá estudiar la antimateria con una precisión al menos cien veces mayor. “A largo plazo, nuestro objetivo es poder transportar antimateria a cualquier laboratorio de Europa”.

Actualmente se cree que la antimateria es casi idéntica a la materia ordinaria, salvo que sus cargas y propiedades magnéticas están invertidas. Pero cuando la materia y la antimateria entran en contacto, se aniquilan, desapareciendo en un destello de partículas energéticas. Los científicos aún se preguntan por qué nuestro universo contiene mucha más materia que antimateria, cuando el Big Bang debería haber creado una cantidad igual.

El CERN es el único lugar del mundo donde pueden producirse, almacenarse y estudiarse antiprotones, algo que se logra mediante los desaceleradores AD y ELENA, pero buscar transportarlos a un espacio externo para lograrlos medir con mayor precisión era una quimera.

Para resolverlo se ha desarrollado el sistema de captura criogénica de animateria BASE-STEP, con el que este martes se consiguió acumular una nube de 92 antiprotones (un tipo de antimateria junto a los positrones y los antineutrones) que se desconectó de las instalaciones experimentales para después cargarla en un camión.

“Este es un gran logro tecnológico”, afirma Tara Shears, física de la Universidad de Liverpool, Reino Unido. La antimateria es el tipo de materia más frágil que existe, por lo que almacenarla, y mucho menos transportarla por el CERN, es “una maravilla tecnológica”, explica.

“Me encanta la idea de que el CERN se convierta en el servicio de entrega a domicilio de antimateria”, añade.

“TRAMPA” PARA ANTIPROTONES.

El BASE-STEP, que pesa alrededor de una tonelada, incluye un imán superconductor así como refrigeración criogénica con helio líquido para poder mantener los antiprotones a bajas temperaturas cercanas al cero absoluto, por ahora durante un tiempo que ronda las cuatro horas sin energía externa.

El CERN quiere transportar antiprotones a laboratorios como el de la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf o el de la Universidad Leibniz de Hannover, ambos en Alemania, para poder llevar a cabo mediciones más exactas que en la institución de Ginebra, donde los desaceleradores y otros aparatos producen unas fluctuaciones del campo magnético que limitan la precisión.

El director del proyecto BASE-STEP, Christian Smorra, señaló en la rueda de prensa que se espera que las instalaciones de Düsseldorf puedan realizar este tipo de mediciones a finales de esta década.

“Para alcanzar nuestro primer destino, el laboratorio de precisión de Düsseldorf, necesitamos ocho horas, por lo que tendríamos que mantener el imán superconductor a una temperatura inferior a 8,2 grados Kelvin (−264,95 °C) durante todo ese tiempo”, explicó Smorra.

No obstante, agregó, el mayor desafío sigue estando en la llegada al destino, donde hay que idear aún formas de transferir los antiprotones a las zonas de experimentación sin que desaparezcan.

LOS SECRETOS DE LA ANTIMATERIA.

La antimateria es una clase de partículas casi idéntica a la materia ordinaria, solo que con carga eléctrica y momento magnético invertidos, y su estudio es uno de los pilares del CERN, en su meta de desentrañar los misterios de la física de partículas.

Uno de esos enigmas estriba en saber por qué nuestro universo posee predominantemente materia mientras que la antimateria prácticamente desapareció tras el Big Bang, cuando deberían haberse creado cantidades iguales de materia y antimateria que, al encontrarse, se aniquilaran mutuamente, dejando el universo vacío.

“Si el antiprotón resulta ser un poco más ligero que el protón, podríamos entender principios fundamentales como por qué nuestro universo está compuesto por materia y no por antimateria”, indicó Ulmer.

FÁBRICA DE ANTIMATERIA.

La “fábrica de antimateria” del CERN es el único lugar del mundo donde se pueden producir, almacenar y estudiar antiprotones. Dos deceleradores sucesivos, el Decelerador de Antiprotones (AD) y el Anillo de Antiprotones de Energía Extra Baja (ELENA), proporcionan antiprotones de baja energía a diversos experimentos; cuanto menor es su energía, más fácil resulta almacenarlos y estudiarlos.

Entre estos experimentos, BASE ostenta el récord de contener antiprotones durante más de un año, y ha desarrollado este método pionero para avanzar a la siguiente etapa: transportar antiprotones a un espacio fuera de la red para realizar experimentos más precisos, así como compartirlos con otros. Por ello, desarrollaron la trampa BASE-STEP: un dispositivo diseñado para almacenar y transportar antiprotones.

“Nuestro objetivo con BASE-STEP es poder atrapar antiprotones y transportarlos a nuestros laboratorios de precisión en un espacio dedicado en el CERN, la Universidad Hebrea de Hannover (HHU), la Universidad Leibniz de Hannover y, posiblemente, otros laboratorios capaces de realizar mediciones de antiprotones de muy alta precisión, algo que, lamentablemente, no es posible en la fábrica de antimateria”, explica Smorra. “Validamos la viabilidad del proyecto con protones el año pasado, pero lo que hemos logrado hoy con antiprotones representa un enorme avance hacia nuestro objetivo”.

BASE-STEP es lo suficientemente pequeño como para ser cargado en un camión y caber por las puertas de un laboratorio convencional, y puede soportar los golpes y vibraciones del transporte. El aparato actual, que incluye un imán superconductor, refrigeración criogénica con helio líquido, reservas de energía y una cámara de vacío que atrapa las antipartículas mediante campos magnéticos y eléctricos, pesa 1000 kilogramos: mucho más compacto que BASE o cualquier otro sistema existente utilizado para estudiar la antimateria.

“Para llegar a nuestro primer destino —nuestro laboratorio de precisión en HHU, Alemania— necesitamos al menos 8 horas”, explica Christian Smorra. “Esto significa que tendríamos que mantener el imán superconductor de la trampa a una temperatura inferior a 8,2 K durante todo ese tiempo. Por lo tanto, además del helio líquido, necesitaríamos un generador para alimentar un criorefrigerador en el camión. Actualmente estamos investigando esta posibilidad”. Sin embargo, el mayor desafío sigue siendo al llegar al destino: transferir los antiprotones al experimento sin que se desintegren.

“El transporte de antimateria es un proyecto pionero y ambicioso, y felicito a la colaboración BASE por este impresionante hito. Estamos al comienzo de un apasionante viaje científico que nos permitirá profundizar aún más en nuestra comprensión de la antimateria”, dijo Gautier Hamel de Monchenault, director de Investigación y Computación del CERN. (Con información de EFE)