Ciencia

Asimetrí­a Materia - Antimateria y el LHC

Desde hace décadas los fí­sicos se preguntan porqué existimos y hasta ahora no se ha encontrado una respuesta satisfactoria, aunque se hayan hecho avances en esa dirección.

0
0 votos
03-04-2009
Publicidad
El problema es el siguente: la teorí­a cuántica de campos relativista predice que a cada partí­cula le corresponde una antipartí­cula. Estas partí­culas tienen la misma masa, pero la carga opuesta. Si las dos entran en contacto se aniquilan y la materia y la antimateria se transforman completamente en energí­a. Para que exista materia y por lo tanto nosotros, tiene que haber pues un exceso de materia frente a antimateria. Explicar el mecanismo que permita esto es uno de los retos del "Gran Colisionador de Hadrones" (LHC). El problema es el siguente: la teorí­a cuántica de campos relativista predice que a cada partí­cula le corresponde una antipartí­cula. Estas partí­culas tienen la misma masa, pero la carga opuesta. Si las dos entran en contacto se aniquilan y la materia y la antimateria se transforman completamente en energí­a. Para que exista materia y por lo tanto nosotros, tiene que haber pues un exceso de materia frente a antimateria. Explicar el mecanismo que permita esto es uno de los retos del "Gran Colisionador de Hadrones" (LHC).
En las primeras millonésimas de milisegundos después del Big Bang, el Universo estaba extremadamente caliente y estos pares de partículas y antipartículas se aniquilaban continuamente, pero también se creaban, teniendo que dar lugar a partes iguales de materia y antimateria.
 
Numerosas y diferentes observaciones han convencido a los astrofísicos de que no hay antimateria existente en el Universo que haya sobrevivido de la Gran Explosión. Por lo tanto tuvo que haber existido cierto desequilibrio. En concreto, por cada mil millones de pares partícula – antipartícula tuvo que haber existido una partícula sin pareja.
 
Aunque parezca una pequeñisima cantidad, no es explicable mediante una fluctuación azarosa.

Un primer avance en la explicación de esta asimetría se consiguió observando que había dos tipos del mesón (partícula subatómica compuesta de un quark y un antiquark) llamado Kaón neutro, los cuales se desintegran de forma diferente. Uno se desintegra más rápidamente que el otro y lo que da lugar es a dos piones, mientras que el otro tipo, el de mayor tiempo de vida se desintegra en tres piones. Piones son también mesones, de hecho los más ligeros.   
 
En una de las cuatro interacciones fundamentales se tiene que dar la asimetría entre la materia y la antimateria y por lo que se sabe en la única en donde puede ocurrir es es en la interacción nuclear débil.

Ésta es la responsable de la desintegración del Kaón neutro y si existiese una perfecta simetría entre materia y antimateria, la desintegración con el mayor tiempo de vida nunca podría dar lugar a dos piones. Pero esto es justamente lo que se encontró en los años sesenta.
 
Sin embargo este descubrimiento sorprendente y espectacular no es suficiente para explicar la asimetría existente en el Universo. Una línea de investigación que trata de explicar esto se centra en analizar otro tipo de partícula subátomica, llamada “mesón B” cuya desintegración va ser analizada en el detector LHCb del LHC . Esta partícula es mucho más pesada que el Kaón y por eso entre otras cosas no ha sido posible hasta ahora analizar estas propiedades con suficiente precisión. Esto cambiará drásticamente este verano cuando, si todo sale bien, el LHC vuelva a funcionar.  
¿Qué te ha parecido el artículo?
Publicidad