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| El sistema BASE-STEP se carga en la parte trasera de una furgoneta. Crédito: Colaboración BASE. |
Las estrellas, los planetas, los humanos y los corgis están hechos de materia, pero en el universo existe su opuesto, conocido como antimateria. La materia y la antimateria tienen cargas eléctricas opuestas, pero sus demás propiedades son las mismas. ¿O no? Debe haber una razón por la que el universo está compuesto casi exclusivamente de materia; la respuesta podría estar en una pequeña diferencia en propiedades específicas. Se han realizado pruebas, pero a veces no se puede medir dónde se produce la antimateria en masa, por lo que los investigadores tuvieron que idear una estrategia para moverla.
En un avance increíble, investigadores de la colaboración BASE, que trabajan en el Instituto de Física Experimental de Düsseldorf y en el CERN, han demostrado que es posible mantener partículas suspendidas durante al menos cuatro horas con energía autónoma mientras se desplazan en una furgoneta. El experimento se realizó con protones, las partículas en el centro de todos los átomos, como prueba para un transporte real de antimateria a finales de este año.
“Esta es una tecnología realmente nueva. Es algo pionero y tiene un gran impacto multiplicador. Porque si logramos hacerlo ahora dentro de nuestro propio universo, la colaboración BASE, por supuesto, podremos multiplicar estos experimentos y transportar antiprotones a muchos laboratorios diferentes”, declaró a IFLScience el profesor Stefan Ulmer, portavoz de la colaboración BASE.
La antimateria se aniquila al entrar en contacto con la materia ordinaria. Esto significa que se convierte en energía pura: no solo las paredes del recipiente, sino también las moléculas del aire. Por lo tanto, transportarla de forma segura no es fácil. Utilizaron un sistema de trampa de Penning transportable, superconductor, autónomo, alimentado por batería y "abierto", construido por el Dr. Christian Smorra. Se llama BASE-STEP.
Una trampa de Penning es un dispositivo que puede confinar partículas con carga eléctrica gracias a campos eléctricos y magnéticos. Su apertura permite conectarla fácilmente a experimentos en otros lugares para transportar la antimateria de forma segura.
"La gasolina del tanque del camión es un millón de veces más peligrosa que la antimateria." Profesor Stefan Ulmer
La motivación específica para hacer esto es mejorar las mediciones haciéndolas 100 veces más precisas. Actualmente, un gran obstáculo para alcanzar esa precisión es el mismo acelerador que produce las partículas de antimateria en la Fábrica de Antimateria del CERN. El detector es increíblemente sensible, ya que detecta los imanes del acelerador a varios metros y bloques de hormigón que se encuentran debajo.
"Recientemente hice un cálculo aproximado de cuánto tiempo necesitaríamos para realizar mejores mediciones mientras el acelerador está encendido en la sala de aceleradores. Y terminé con una estimación de unos siete años por medición", declaró el profesor Ulmer a IFLScience.
En lugar de esperar décadas para obtener mejores mediciones, el equipo decidió que podían recolectar antimateria y trasladarla a un experimento (actualmente en desarrollo) con la misma sensibilidad, pero sin que el acelerador dificultara las mediciones. El desafío residía en viajar con antimateria. Gracias a la trampa de Penning de Smorra, ahora parece posible.
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| BASE-STEP se transporta por la Fábrica de Antimateria bajo la supervisión de Fatma Abbass y el Dr. Christian Smorra de BASE. Crédito de la imagen: Colaboración BASE/Maria Latacz |
“Estamos intentando hacerlo este año. Tenemos la trampa ahora en Düsseldorf para realizar tareas de mantenimiento y mejoras. Está en el laboratorio junto a mi oficina. Esperamos transportar el sistema de trampa revisado para finales de julio”, declaró el profesor Ulmer a IFLScience. “Y luego, en principio, tendremos tiempo para capturar antiprotones y demostrar el transporte hasta finales de año. Así que, en el plazo, digamos entre finales de agosto y principios de diciembre, intentaremos que esto suceda”.
Naturalmente, al oír "antimateria", la gente piensa en algún material devastador capaz de arrasar una ciudad. Claro, si tuvieras medio gramo de antimateria, podrías devastar una ciudad, pero con la tecnología actual, se necesitarían 500 millones de años para producir medio gramo de antimateria. El transporte moverá como máximo 100 antiprotones.
"Lo más peligroso de todo este transporte es que el camión tenga un accidente, porque la gasolina en el tanque es un millón de veces más peligrosa que la antimateria", declaró el profesor Ulmer a IFLScience.
La capacidad de mover antimateria abre una nueva ventana en la forma en que estudiamos la realidad. Quizás finalmente sepamos por qué el universo está hecho de materia y no de antimateria.
El estudio, dirigido por Marcel Leonhardt, se publica en la revista Nature.