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Por primera vez, los físicos han usado antimateria en uno de los experimentos de física más famosos

Por primera vez, los físicos han usado antimateria en uno de los experimentos de física más famosos

Por primera vez, los físicos han usado antimateria en uno de los experimentos de física más famosos Los resultados fueron ... raros.

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Por primera vez, los físicos han usado antimateria en uno de los experimentos de física más famosos

Por primera vez, los físicos han usado antimateria en uno de los experimentos de física más famosos

Los resultados fueron … raros.

Por primera vez, los científicos han realizado un experimento de física icónico con un positrón, la contrapartida antimateria de un electrón, una de las partículas fundamentales.

No solo obtuvieron algunos resultados verdaderamente interesantes, sino que este logro podría convertirse en el primer paso hacia descubrimientos potencialmente revolucionarios.

El experimento, una versión antimateria de la famosa configuración de doble rendija , fue llevado a cabo por investigadores de Suiza e Italia para sentar las bases de una nueva línea de experimentos súper sensibles que podrían ayudar a resolver un misterio relacionado con los dos dominios del Universo. importar.

Nuestra vida cotidiana está dominada por una forma, que simplemente llamamos materia. Pero cada miembro de la gran biblioteca de partículas fundamentales tiene un gemelo antimateria que comparte la mayoría de sus características, aparte de una carga invertida y algunos otros cambios cuánticos.

Junte los dos tipos de materia y desaparece en una nube de energía, lo que plantea algunas preguntas interesantes. Si estamos rodeados de un tipo de materia, ¿significa eso que existe más que antimateria? Y si es así, ¿qué hace que cada uno sea tan especial?

Hasta ahora, nuestros mejores intentos de encontrar respuestas no han arrojado ni la más mínima pista. Los dos dominios de la materia son, para todos los propósitos significativos, idénticos.

De acuerdo con el Modelo Estándar de física de partículas, la antimateria también debe obedecer las leyes de la gravedadexactamente de la misma manera que la materia normal. Un puñado de intentos experimentales para comparar los dos tipos de materia respaldan la teoría.

Eso no impide que los físicos encuentren nuevas formas de buscar lagunas y advertencias. ¡No cuando la existencia del Universo está en juego! Incluso una sutil diferencia en cómo la gravedad afecta la antimateria podría ser la gran oportunidad que necesitamos. Pero la gravedad es una fuerza increíblemente débil para investigar.

Lo que nos lleva a uno de los experimentos más clásicos en física, el que los físicos lograron con una partícula antimateria. Implica dos rendijas, una partícula y todo un mundo de dolor mental.

Hemos estado probando cómo la luz brilla a través de ventanas delgadas cortadas en pantallas durante siglos. Hace doscientos años, un físico llamado Thomas Youngagregó una segunda ventana paralela a la primera y demostró que el patrón ondulado que la luz proyectaba en la pared detrás de las rendijas era una señal de que la luz estaba formada por ondas que interferían entre sí.

Avanzó un siglo y medio, cuando otro gran nombre en física, Richard Feynman, consideró el experimento de la doble rendija de Young a la luz de lo que desde entonces se había descubierto sobre la materia.

Las partículas como los electrones existen como ondas de posibilidad hasta que se miden y se les otorgan propiedades, incluida una posición exacta. Entonces, si nadie mide un electrón, ¿podría pasar por ambas ranuras como una ola, dividirse y reformarse para interferir consigo mismo, como la luz?

Tan absurdo como suena, esto es exactamente lo que sucede.

Mientras que varios experimentos usando corrientes de electrones se llevaron a cabo en las décadas posteriores al experimento mental de Feynman, no fue hasta 1989 que los investigadores japoneses en Hitachi lograron disparar electrones solitarios en una pantalla, uno por uno.

Desde entonces, la misma rareza cuántica se ha demostrado para todo tipo de partículas gruesas, incluidas las moléculas enteras . Todos muestran que partes discretas de materia, sin importar cuán grandes, tengan comportamientos similares a ondas.

Antimateria es una historia completamente diferente. No es el material más fácil del Universo para obtener acceso, por lo que, aunque en teoría debería actuar como una ola, nunca se ha observado que lo haga.

Para llevar a cabo el experimento, los investigadores utilizaron una instalación en Italia llamada el Laboratorio de Nanoestructura Epitaxy y Spintronics en Silicio, o L-NESS .

Los positrones (electrones con una carga positiva en lugar de uno negativo) se filtraron a partir de un material radioactivo en descomposición y se transmitieron a través de un dispositivo de dos pasos llamado interferómetro Talbot-Lau .

Esta es una forma un poco más compleja de una pantalla de rejilla doble de doble ranura, pero equivale a la misma cosa al final.

Después de 200 horas de brillo de positrones, los físicos analizaron el patrón ondulado para mostrar positrones individuales que actúan como ondas cuando nadie mira, al igual que la materia normal.

En este momento es una prueba de concepto más que evidencia definitiva que puede usarse para comparar materia y antimateria. También debe ser revisado por pares, y está disponible para que todos lo lean en el sitio web de pre-publicación arxiv.org .

Pero es un paso emocionante hacia un nuevo capítulo en la investigación antimateria. Si los positrones experimentan incluso la más mínima diferencia en la atracción suave de la gravedad, vamos a necesitar algunas herramientas bastante sensibles para encontrarla.

No se garantizará que una prueba como esta detecte tales anomalías, pero podría llevar a los tipos de experimentos ultrasensibles que necesitamos para descifrar esta nuez dura. Los patrones de interferencia son los que usamos para detectar el menor tambaleo causado por las ondas gravitatorias, por ejemplo.

El siguiente paso es recopilar más datos que puedan ayudar a explicar por qué hay algo en lugar de nada. Afortunadamente, no está muy lejos, nos morimos por descubrir por qué estamos aquí

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