ALPHA observa el espectro de luz de la antimateria por primera vez
20/12/2016 de CERN / Nature
Medir el espectro de antihidrógeno con alta precisión constituye una nueva herramienta extraordinaria para comprobar si la materia se comporta de forma diferente a la antimateria y, por tanto, comprobar la solidez del Modelo Estándar. Crédito: Maximilien Brice/CERN.
La colaboración ALPHA ha anunciado la primera medición del espectro óptico de un átomo de antimateria. Este logro ilustra los desarrollos tecnológicos que abren una era completamente nueva en la investigación de alta precisión de la antimateria. Es el resultado de más de 20 años de trabajo realizado por la comunidad de antimateria del CERN.
“Utilizando un láser para observar una transición en antihidrógeno y compararla con el hidrógeno para ver si obedecen las mismas leyes de la física ha sido siempre un objetivo clave en la investigación de la antimateria”, explica Jeffrey Hangst, portavoz de la colaboración ALPHA.
Los átomos consisten en electrones que están en órbita alrededor de un núcleo. Cuando los electrones se desplazan de una órbita a otra absorben o emiten luz a longitudes de onda específicas, formando el espectro del átomo. Cada elemento posee un espectro único. Por tanto, la espectroscopia es una herramienta utilizada habitualmente en muchas áreas de la física, la astronomía y la química. Ayuda a caracterizar átomos y moléculas y sus estados internos. Por ejemplo, en astrofísica el análisis del espectro de luz de estrellas remotas permite a los científicos determinar su composición.
Con su único proton y único electrón, el hidrógeno es el átomo más abundante, simple y bien conocido del Universo. Su espectro ha sido medido con precisión muy alta. Pero los átomos de antihidrógeno apenas son conocidos. Dado que el Universo consiste enteramente de materia, los constituyentes de los átomos de antihidrógeno (antiprotones y positrones) han de ser producidos y unidos en átomos antes de poder medir el espectro del antihidrógeno. Es un proceso laborioso pero que vale la pena, puesto que cualquier diferencia medible entre los espectros del hidrógeno y el antihidrógeno rompería los principios básicos de la física y posiblemente ayudaría a entender el rompecabezas del desequilibrio entre materia y antimateria en el Universo.
Ahora el resultado de la colaboración ALPHA ha permitido observar la línea espectral de un átomo de antihidrógeno, permitiendo comparar el espectro de luz de materia y antimateria por primera vez. Dentro de los límites experimentales, los resultados no muestran diferencias al comparar la línea espectral equivalente en el hidrógeno. Esto concuerda con el modelo estándar de la física de partículas, la teoría que mejor describe las partículas y las fuerzas que existen entre ellas, y que predice que el hidrógeno y el antihidrógeno deberían de tener características espectroscópicas idénticas.
