Un estudio publicado en la prestigiosa revista Nature se pregunta si la antimateria puede ser nuestro portal hacia el universo oscuro.
Las mediciones del universo parecen indicar que la mayor parte de su masa es “materia oscura”, un material invisible que interactúa con la materia ordinaria mediante las leyes de la gravedad, pero que no se ha detectado directamente, a pesar de los grandes esfuerzos por encontrarla.
Los científicos están intentando “cazar” la materia oscura desde varios frentes. Un equipo en particular está intentando encontrar el axión, un candidato de materia oscura, en función de la forma en que interactúa con un tipo de materia llamado antimateria.
Los axiones son quizá el segundo candidato de materia oscura más popular después de unas partículas llamadas WIMP, o partículas masivas débilmente interactivas, que tampoco se han detectado.
Los axiones son partículas hipotéticas de masa increíblemente baja que los científicos propusieron originalmente para resolver un misterio de la física de partículas llamado el problema CP fuerte.
Más tarde, se dieron cuenta de que estas partículas podían explicar la masa adicional que existe en el universo. La antimateria, por su parte, es como el gemelo malvado de la materia.
Cada partícula subatómica tiene una antipartícula correspondiente, una imagen especular con la misma masa pero carga eléctrica opuesta.
La antimateria no es particularmente rara y se produce en los procesos típicos de desintegración atómica que ocurren aquí en la Tierra, pero hay mucha menos antimateria que materia en el universo, y los físicos no están muy seguros de por qué.
Los científicos generalmente asumen que la materia oscura interactúa con la materia y la antimateria de la misma forma, dijo Christian Smorra, investigador del RIKEN en Japón.
Pero “esta suposición nunca se ha probado experimentalmente hasta ahora, ya que las búsquedas de materia oscura en la física atómica solo han usado sondas de materia”, y no sondas de antimateria.
Tal vez la antimateria interactúe con la materia oscura de una forma en que la materia ordinaria no lo hace. Smorra y sus colegas investigadores de Japón, Alemania, Suiza y Estados Unidos estudiaron los datos del Experimento de Simetría Baryon-Antibaryon (BASE) en el CERN en Suiza.
El desacelerador de antiprotones del CERN produce y ralentiza la “antimateria” de los protones, llamados antiprotones, y BASE los atrapa en un vacío extremo.
El equipo realizó mediciones precisas de estos antiprotones durante tres meses en 2017, observando la forma en que actuaban en un campo magnético.
Ahora, los científicos han reexaminado esos datos, buscando cambios en la precesión de giro de los antiprotones. Las partículas tienen un giro innato que las convierte en una especie de versión cuántica de un trompo.
La interacción con los axiones, la hipotética partícula de materia oscura, podría cambiar la forma en que giran alrededor de su eje de giro, la forma en que se tambalean antes de caer.
Esta estrategia de búsqueda tiene un beneficio adicional: si la materia oscura interactúa de manera diferente con la antimateria que con la materia ordinaria, esto podría explicar por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo.
Como siempre es el caso con las búsquedas de materia oscura, los investigadores no encontraron pruebas de la existencia de los axiones.
Pero en esta era de la física en la cual las cosas obvias ya han sido descubiertas, los científicos deben pasar mucho tiempo descartando qué propiedades no tiene la materia oscura con la esperanza de que algún día surja un descubrimiento de todos los resultados nulos.
El equipo mejorará ahora la sensibilidad de sus mediciones, dijo Smorra. Todo lo que sabemos acerca de los axiones es que son muy ligero, pero existe un rango completo de cuán livianos podrían ser, si existieran. La búsqueda de la materia oscura continúa..
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