Descubren otra diferencia entre materia y antimateria

La antimateria es conocida popularmente por ser un tema habitual en la ciencia-ficción, pero también acapara un gran interés científico por los numerosos enigmas en los que está implicada.

En muchos sentidos, la materia y la antimateria son como una imagen y su reflejo en un espejo. Debido a ello, la antimateria tiende a comportarse en muchos aspectos como la materia normal, a pesar de que las cargas de los positrones (antielectrones) y las de los antiprotones de la antimateria están invertidas con respecto a las de los electrones y los protones de la materia.

Cuando materia y antimateria entran en contacto, se aniquilan mutuamente, transformando su masa en energía. Se ha venido suponiendo que en el Big Bang, la “explosión” colosal con la que se formó el universo, se generaron cantidades iguales de materia y antimateria. ¿Por qué entonces el universo está hecho de materia? Sin nada que hubiera inclinado la balanza a favor de esta última, los dos tipos de materia deberían haberse aniquilado entre sí, sin dejar nada en absoluto. En vez de eso, el Big Bang condujo a un universo observable hecho principalmente de materia, con escasas y fugaces apariciones de partículas de antimateria. ¿Por qué?

La única explicación plausible es que existan diferencias adicionales entre materia y antimateria y que debido a ello la primera disfrute de algunas ventajas sobre la segunda que le permitan prevalecer sobre esta.

Buscar estas diferencias adicionales es una de las misiones en las que están embarcados físicos de muchas partes del mundo, como por ejemplo los del equipo internacional del detector LHCb, en el Laboratorio Europeo de Física de Partículas (CERN). Este laboratorio ocupa un extenso terreno en la región fronteriza entre Francia y Suiza, debido principalmente al enorme tamaño de su acelerador de partículas, el LHC, un anillo de 27 kilómetros de circunferencia.

Un sector del enorme detector LHCb. (Foto: CERN)

Ya se conocen algunas diferencias adicionales entre materia y antimateria. En 1964, se vio que los kaones, partículas hechas de un quark de tipo s y de un antiquark de tipo d o de tipo u, a veces se desintegran de una forma algo diferente a como lo hacen los antikaones. Se concedió en 1980 un premio Nobel por este descubrimiento. Además, en años recientes se han hecho observaciones de diferencias algo más claras en las desintegraciones de los antimesones y de los mesones B de varios tipos. Los mesones son pares quark-antiquark de corta vida, que hoy en día aparecen en el universo en pequeñas cantidades, y que en la Tierra son producidos principalmente en colisiones de alta energía en los aceleradores de partículas.

El equipo científico del LHCb ha presentado oficialmente su descubrimiento de una nueva diferencia adicional entre materia y antimateria. El hallazgo se hizo tras revisar cuidadosamente datos recolectados por el LHCb durante años de colisiones de partículas cuya energía hace que se creen espontáneamente otras partículas, de materia y antimateria.

El hallazgo es sobre una partícula, un barión como lo son el protón y el neutrón pero más pesado y con una vida muy corta, concretamente la partícula lambda b, que está compuesta por un quark u, un quark d y un quark b.

Por un lado, se contabilizaron los casos de desintegración de una partícula lambda b dando lugar a un protón, un kaón y un par de piones con cargas opuestas. Por otro lado, se contabilizaron los casos del mismo tipo pero con una partícula antilambda.

Se registró una diferencia estadísticamente significativa a favor de la prevalencia de la materia sobre la antimateria.

De todos modos, esta diferencia es muchos órdenes de magnitud más pequeña que la que podría acabar de explicar la gran abundancia de la materia y la extrema escasez de la antimateria en el universo actual. Dicho en otras palabras, deben existir otras diferencias aún desconocidas entre materia y antimateria que confieran más ventajas a la primera que a la segunda, y, por tanto, el enigma de la predominancia de la materia sobre la antimateria sigue sin resolver. (Fuente: NCYT de Amazings)