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Materia y antimateria son imágenes espejo la una de la otra

Ciencia

Por: pijamasurf - 09/02/2015

Un estudio de 13 mil mediciones realizadas durante un período de 35 días muestran, con gran precisión, que la materia y la antimateria son imágenes espejo perfectas una de la otra

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Los científicos creen que cuando el Big Bang ocurrió, hace cerca de 13.8 mil millones años, la materia y la antimateria (compuesta de antipartículas) fueron creadas en cantidades iguales. Sin embargo, por razones desconocidas, la materia prevalece en la creación de todo lo que vemos a nuestro alrededor hoy, desde el microbio más pequeño de la Tierra a la galaxia más grande en el universo.

Uno de los mayores desafíos en la física de partículas es averiguar qué pasó con toda la antimateria y por qué hay una aparente asimetría entre materia y antimateria.

En un artículo publicado el jueves en la revista Nature, los científicos del Baryon Antibaryon Symmetry Experiment (BASE) reportaron un importante paso hacia la solución de este misterio. Según el estudio, 13 mil mediciones realizadas durante un período de 35 días muestran, con una gran precisión, que la materia y la antimateria son imágenes espejo perfectas una de la otra.

"Este es un tema importante porque nos ayudará a entender por qué vivimos en un universo que no tiene prácticamente ninguna antimateria, a pesar de que el Big Bang debió de haber llevado a la creación de ambas", dijo en un comunicado de prensa el portavoz del BASE, Stefan Ulmer, quien dirigió la investigación.

El experimento probó un principio central del modelo estándar de la física de partículas conocido como la simetría de carga, paridad y reversión del tiempo (CPT). La simetría CPT es un principio fundamental de invariancia de las leyes físicas que consta de tres elementos fundantes: conjugación de carga (C), que sustituye las partículas por antipartículas; inversión de paridad, que se refiere a un cambio o inversión de 180º en la configuración espacial y la inversión temporal (T), es decir, que se invierte el sentido del tiempo.

"Si hubiéramos encontrado violaciones del CPT, significaría que la materia y la antimateria podría tener propiedades diferentes, por ejemplo, que los antiprotones podrían deteriorarse más rápido que los protones", dijo Ulmer.

Sin embargo, el experimento en el que los científicos comparan un solo antiprotón con un ion de hidrógeno con carga negativa --utilizado como sustituto de un protón-- encontró que la relación carga-masa es idéntica en tan sólo 69 partes por billón, apoyando una simetría fundamental entre la materia y la antimateria y marcando una mejora de cuatro veces más respecto de las mediciones anteriores.

"En última instancia, tenemos la intención de obtener mediciones que son al menos 10 o 100 veces más precisas que el estándar actual", dijo Ulmer en el comunicado.

Si otros experimentos revelan una violación de la simetría CPT ello implicaría insinuar la existencia de la física más allá del modelo estándar que, a pesar de su ámbito de aplicación, es todavía imperfecto e incompleto.

100 años de la gran obra de Einstein: ¿de qué trata realmente la relatividad general?

Ciencia

Por: pijamasurf - 09/02/2015

Este 25 de noviembre se cumplen 100 años de la teoría más famosa de la ciencia moderna; a 100 años de la relatividad general, los físicos están encontrando una explicación más profunda para la naturaleza del tiempo-espacio

“Todo aquel que está seriamente involucrado en la búsqueda científica se llega a convencer de que un espíritu se manifiesta en las leyes del universo-un espíritu vastamente superior al del hombre, y uno frente al cual nosotros, con nuestros limitados poderes, debemos sentirnos humildes”. Albert Einstein (1879-1955)

Hoy hace 100 años Einstein presentó su teoría de la relatividad general en Berlín y con ella inició una revolución en la física clásica, modificando la forma en la que entendemos el tiempo y el espacio. 

La teoría de Einstein pasó a la historia especialmente por revelar que el tiempo y el espacio son parte de una unidad fluida o continuum (desde entonces se habla del tiempo-espacio), que son relativos al movimiento y que nuestra percepción de los mismos se modifica según la velocidad a la que nos movamos. Sin embargo, esta relatividad de percepción e interdependencia entre el tiempo y el espacio no es tal para las leyes de la física, especialmente para la velocidad de la luz, la cual para Einstein tiene un valor absoluto.

Einstein descubrió que la gravedad era una propiedad emergente de la geometría del tiempo-espacio, la curvatura o distorsión que se genera por la interacción entre la masa, la energía y el mismo tiempo-espacio. Esta también es una de las ideas fundamentales de Einstein, que lo liga a un cosmos eminentemente geométrico. El físico John Wheeler explicaría: "el espacio le dice a la materia cómo moverse y la materia le dice al espacio cómo curvarse".

Los postulados de Einstein recibieron su comprobación en 1919 cuando Eddington llevó a cabo la medición (durante un eclipse solar) de lo que hoy se conoce lente gravitacional en la isla Príncipe, en la costa de la Guinea africana y a la par en Brasil. Bajo cielos despejados se confirmó la predicción de Einstein, quien el 6 de noviembre publicó sus resultados y 1 día después era una celebridad, el posterchild de la genialidad humana.

A los 100 años de la teoría de la relatividad general nos encontramos en momentos sumamente fértiles en los que se debaten algunos de los principios demostrados por Einstein. La nueva teoría física en boga tiene que ver con la posibilidad de que el entrelazamiento cuántico sea aún más fundamental que la geometría del tiempo-espacio. El entrelazamiento cuántico, que Einstein aborreció y llamó "fantasmagórica acción a distancia", podría ser lo que teje y da consistencia al universo, a la vez que el eslabón faltante que reconcilie la gravedad con la mecánica cuántica.

Mark Van Raamsdonk, quien ha elaborado la nueva teoría, sugiere que el entrelazamiento cuántico es la base de la geometría del universo y por lo tanto de la gravedad. “El espacio-tiempo es sólo una imagen geométrica de cómo un sistema cuántico se entrelaza”, dice el investigador.

 

Más sobre esta fascinante teoría, que sostiene resolver la eterna pregunta de qué es el tiempo y qué es el espacio

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