Un experimento confirma que la antimateria cae hacia abajo

En 1928, Paul Dirac elaboró una ecuación que mostraba un universo ajeno a nuestras intuiciones cotidianas. El físico británico, con solo 25 años, presentó su teoría del electrón, un intento de armonizar el mundo cuántico con la teoría de la relatividad especial de Einstein y explicar el comportamiento de estas partículas a gran velocidad. La fórmula, en lugar de incluir dos características del electrón, el espín que determina si gira en la dirección de las agujas del reloj o al revés, contenía cuatro. Si esta ecuación describía la realidad, y para Dirac su belleza matemática probaba que lo hacía, era necesario que en el mundo existiesen otro tipo de electrones, idénticos a los conocidos, pero con carga positiva.

Era el nacimiento teórico de la antimateria y en el cosmos podían existir antigalaxias y antiplanetas, pero nadie había visto jamás un positrón. Eso cambió en 1932, cuando Carl Anderson, del Instituto de Tecnología de California, atrapó por primera vez las señales de estas partículas entre los rayos cósmicos que atravesaron una cámara de niebla. Con el tiempo se vio que todas las partículas tenían asociada una antipartícula y tanto Dirac como Anderson recibieron el Nobel de Física.

Los rastros de antimateria encontrados entre los rayos cósmicos no dejaron tranquilos a los físicos. Según la teoría del Big Bang, cuando el universo se infló a partir de un punto infinitamente denso y pequeño para alumbrar el cosmos, surgió una cantidad idéntica de materia y antimateria. Eso habría generado una situación problemática para nosotros, porque cada vez que una partícula se juntase con su antipartícula se desintegraría en medio de un estallido liberador de energía. Sin ladrillos para construir, no habría sido posible la formación de galaxias o antigalaxias ni de humanos ni antihumanos. El origen de esa violación de la simetría inicial se ha buscado en muchos sitios, también en un distinto comportamiento ante la gravedad.

Aunque cuando Albert Einstein publicó la Teoría de la Relatividad General no se había descubierto la antimateria, sus predicciones, que llevan aprobando exámenes más de un siglo, implicaban que todas las masas, independientemente de su estructura interna, reaccionan igual a la gravedad. Hoy, un artículo publicado en la revista Nature vuelve a darle la razón al científico alemán después de probar que la antimateria, como la materia, cae hacia abajo en el hoyo gravitatorio que la masa de la Tierra genera en el tejido espaciotemporal.

Los responsables de este hallazgo, un grupo internacional de científicos, ha utilizado la fábrica de antimateria de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN), ubicada en Meyrin, una localidad cercana a Ginebra, en Suiza, para fabricar antiátomos de hidrógeno y probar después si reaccionan a la gravedad igual que los átomos de este gas. Con dos aceleradores, generaron positrones, por un lado, y antiprotones, por otro. Después, los reunieron en una especie de botella magnética de 25 centímetros de alto, en un experimento bautizado como ALPHA-g, en el que quedan atrapados y pueden irse uniendo para formar antiátomos de hidrógeno. Una vez que se habían acumulado suficientes, alrededor de unos 100, los llevaron a una temperatura cercana al cero absoluto para que se moviesen más despacio, abrieron la trampa por encima y por debajo y esperaron a ver por cuál de esos resquicios escapaba más antimateria. Cuando se hace esta prueba con átomos de hidrógeno, el 88% de ellos salen por el hueco inferior, y los autores del experimento vieron que con los antiátomos la cantidad era similar.

Como los propios autores del trabajo reconocen, sus resultados no sorprenden a nadie. “Si caminas por los pasillos de este departamento y les preguntas a los físicos, todos te dirán que este resultado no es en absoluto sorprendente, esa es la realidad”, ha dicho Jonathan Wurtele, un físico teórico de la Universidad de California en Berkeley (EE UU). Él, junto a Joel Fajans, de la misma institución, propuso hace más de una década este tipo de experimento. Sin embargo, en una nota de su institución, ha añadido que, “la mayoría de ellos también dirán que el experimento tenía que hacerse porque nunca se puede estar seguro”. “La física es una ciencia experimental. Nadie quiere ser tan estúpido como para no hacer un experimento que explore una posible nueva física solo porque pensaba que sabía la respuesta... y luego resulta que era algo diferente”, ha concluido.

Descartar que no existe una gravedad repulsiva entre la Tierra y la antimateria y que las antimanzanas no caerían para arriba, da, una vez más, la razón a Einstein, pero ahonda el misterio de la ausencia de las antipartículas o del hecho de nuestra existencia. Algunas hipótesis buscan la explicación al desequilibrio salvador en una fluctuación cuántica que destruyó el equilibrio e hizo posible el mundo. Otras ponen a prueba el papel de los neutrinos en esta batalla. Estas partículas, que casi no interactúan con nada, oscilan entre sus tres variedades, y se plantea que las diferencias en la oscilación de neutrinos y antineutrinos en aquellos instantes iniciales tras el Big Bang pudo dar el triunfo la materia. En las respuestas a preguntas como estas se pueden encontrar los caminos para ir más allá de los éxitos descomunales de la física de principios del siglo XX, la relatividad general para explicar la gravedad y la cuántica y sus ramificaciones para entender el extraño funcionamiento del mundo subatómico.

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