El primer transporte mundial de antimateria en camión podría descifrar por qué la materia sobrevivió al Big Bang

La antimateria, en la física de partículas, es el tipo de materia menos frecuente, constituida por antipartículas (partículas de carácter elemental que presenta idénticos espín y masa pero una carga eléctrica opuesta respecto a la partícula que le corresponde), en lugar de partículas ordinarias. Se diferencia principalmente de la materia común en la carga eléctrica de las partículas y en algunos números cuánticos.

Al interactuar, la antimateria y la materia se aniquilan mutuamente, liberando enormes cantidades de energía en forma de rayos gamma y otros pares de partículas elementales partícula-antipartícula. La existencia de la antimateria tiene casi un siglo de antigüedad: fue teorizada en 1928 por el físico inglés Paul Dirac, cuando se propuso formular una ecuación matemática que combinara los principios de la relatividad de Einstein y los de la física cuántica de Bohr.

Ahora, científicos del CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) han logrado un hito histórico en la investigación de la antimateria, tras transportar con éxito antiprotones a través de su campos de Ginebra utilizando una trampa portátil especialmente diseñada.

BASE-STEP puede cargarse en un camión y cabe por las puertas de un laboratorio común

Camión transportando la trampa BASE-STEP cargada de antiprotones | Imagen de CERN

El equipo de científicos del experimento BASE del CERN (siglas en inglés de Baryon Antibaryon Symmetry Experiment, o en español Experimento de Simetría Barión-Antibarión) logró acumular una nube de 92 antiprotones en una innovadora trampa criogénica portátil de Penning, desconectarla de las instalaciones experimentales, cargarla en un camión y continuar con el experimento tras el transporte.

Dado que la antimateria es muy difícil de preservar (porque se aniquila al contacto con la materia, como hemos comentado anteriormente), se trata de un logro extraordinario. Una prueba cuyo objetivo final es transportar antiprotones a otros laboratorios europeos, como la Universidad Heinrich Heine de Düsseldorf (HHU), donde se podrían realizar mediciones de altísima precisión de las propiedades de los antiprotones.

Según las leyes de la física, el Big Bang debería haber producido cantidades iguales de materia y antimateria. Estas partículas, al aniquilarse mutuamente, habrían dejado un universo vacío. Sin embargo, nuestro universo está compuesto predominantemente de materia, y este desequilibrio es lo que lleva desconcertando a los científicos durante década. Los físicos sospechan que existen diferencias ocultas que podrían explicar por qué la materia sobrevivió y la antimateria prácticamente desapareció.

El experimento BASE busca medir con precisión las propiedades de los antiprotones, como su momento magnético intrínseco, y luego comparar estas mediciones con las obtenidas con protones. Sin embargo, se enfrenta a un problema: Las máquinas y los equipos de la "fábrica de antimateria" del CERN, donde se ubica BASE, generan fluctuaciones del campo magnético que limitan la precisión de nuestras mediciones.

Así lo asegura Stefan Ulmer, portavoz de BASE. Las fluctuaciones son minúsculas (del orden de una milmillonésima parte de un tesla), 20 mil veces menores que el campo magnético terrestre, e indetectables fuera del edificio. "No obstante, la precisión de las mediciones realizadas en BASE es tal que para comprender aún mejor las propiedades fundamentales de los antiprotones será necesario trasladar el experimento fuera del edificio".

La "fábrica de antimateria" del CERN es el único lugar del mundo donde es posible producir, almacenar y estudiar antiprotones. De todos los 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 línea para experimentos más precisos, así como compartirlos con otros.

Para ello, desarrollaron la trampa BASE-STEP: un aparato diseñado para almacenar y transportar antiprotones. Christian Smorra, líder de BASE-STEP, asegura que "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 común, además de soportar los golpes y vibraciones del transporte.