_____________________________________________

jueves, 24 de noviembre de 2011

DESEQUILIBRIO MATERIA- ANTIMATERIA


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.

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”.


Uno de los experimentos del Gran Colisionador de Hadrones de Ginebra, el LHC, acaba de aportar nuevos detalles que podrían explicar esa victoria. Se trata del LHCb, concebido ex profeso para estudiar un fenómeno conocido como "violación CP" y que indica el ligero desequilibrio entre partículas y antipartículas que hizo posible el universo conocido. Los responsables del experimento han encontrado un desequilibrio entre ambas mucho mayor del que predice el modelo teórico más aceptado.


Los resultados son provisionales y podrían deberse a un fallo estadístico (el margen de error es de un 0,5%). Si son ciertos apuntarían a que el modelo de física de partículas vigente tiene una grieta por la que podría desinflarse, o crecer para aceptar en su seno nuevas partículas responsables del fenómeno. "Nuestros resultados pueden ayudar a explicar la diferencia de comportamiento que ha hecho que haya más materia que antimateria", explicó ayer a este diario Chris Parkes, físico del LHCb.


En el acelerador de Ginebra se hacen chocar protones para descomponerlos en partículas elementales, los componentes más pequeños del átomo. Tras el Big Bang, comenzaron a unirse y componer el universo tal cual es.
El comportamiento de estas partículas lo describe el modelo estándar, una teoría que "funciona muy bien" pero que "no permite explicar del todo por qué el universo es como es", resume Eugeni Grauges, físico de la Universidad de Barcelona que dirige un equipo español en el LHCb. El modelo predice un desequilibrio entre materia y antimateria del 0,1%, que, en 13.700 millones de años, no habría generado tanta materia como la que existe.


Tras analizar las colisiones acumuladas en la mitad de 2011, Grauges, Parkes y sus colegas se han topado con un desequilibrio de un 0,8%. Se trata de un resultado "sorprendente" que, sin embargo, debe ser confirmado. "No podemos decir que lo hayamos probado", advierte Parkes, pero sí "establecer que el fenómeno existe", añade Grauges. "Ahora habrá que ver si encaja con el modelo actual o no", concluye.

“No es un resultado muy espectacular”, opina Alberto Ruiz, investigador del LHC y del Tevatron de EEUU. Este último acelerador encontró un desequilibrio del 0,4%, pero el margen de error era similar al del estudio actual, que en física no basta para poder proclamar un “descubrimiento”.
Aunque por ahora es “pura especulación”, el desequilibrio observado podría deberse a partículas no observadas hasta ahora, pero sí predichas por la teoría de la supersimetría, dice Parkes

"Un sistema ordenado comienza a evolucionar caóticamente, a menudo es posible encontrar una razón específica del mismo: Pequeñas variaciones iniciales generan grandes cambios."


"End of transmission"


video

No hay comentarios:

Publicar un comentario