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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.

Científicos crean por primera vez "moléculas" de luz

Ciencia

Por: pijamasurf - 09/02/2015

Físicos logran sobreponer fotones para que se comporten como moléculas
[caption id="attachment_100208" align="aligncenter" width="551"]Screen shot 2015-09-13 at 12.18.56 PM Imagen: http://www.extremetech.com/extreme/213974-breakthrough-nist-study-creates-molecules-out-of-photons[/caption]

Científicos del National Institute of Standards in Technology de Estados Unidos han logrado crear algo que desafía los límites de lo que la ciencia consideraba posible: "moléculas" de luz (o al menos, luz que se comporta como una molécula). Los fotones no tienen masa y no interactúan entre sí, por lo que para crear "materia fotónica" era necesario mantener la interacción de estas partículas durante un cierto período de tiempo.

Anteriormente, los investigadores habían logrado fabricar un compuesto fotónico disparando dos fotones en una nube de átomos de rubidio a bajas temperaturas en una cámara sellada, lo cual causó que los fotones donaran su energía a los átomos enfriados a su alrededor. Los fotones interactúan con la nube de rubidio, pero esta nube afecta a su vez a los fotones y así sucesivamente, lo cual hace que los dos fotones interactúen entre sí y desalojen la nube de rubidio como un solo foton perfectamente sobrepuesto.

Recientemente el equipo logró crear "moléculas" de dos fotones en los que el tándem de partículas se mueve de manera coordinada, como dos átomos en una molécula. Para este proceso se requieren temperaturas criogénicas y poderosos aparatos, por lo que no es muy viable por el momento. Sin embargo, la tecnología "multifotónica" podría ser más adelante utilizada para aumentar la transmisión y coherencia de datos a través de luz, como puede ser por fibra óptica.

Este juego de ciencia cuasi divina con la luz tiene algunos interesantes antecedentes, como la vez que varios científicos lograron crear materia con luz, en un nuevo fiat lux.