El positronio neutro dispersa como una partícula cargada

Línea de haz de positronesEl positronio es el estado ligado atómico de un electrón y su antipartícula, el positrón – y por tanto, no tiene carga eléctrica neta. Pero físicos del Reino Unido están rascándose sus cabezas tras encontrar que el positronio interactúa con la materia como si fuese un electrón aislado, con la masa y carga positiva del positrón aparentemente invisible. Este sorprendente descubrimiento espoleará a los investigadores a encontrar una explicación, y puede que tenga consecuencias para campos desde la medicina a la astrofísica.

Al positronio a menudo se le concede ser la especie atómica neutra más ligera. Como un átomo normal de hidrógeno, su núcleo está orbitado por sólo un electrón, pero el protón de su núcleo es reemplazado por un positrón.

El positronio es una entidad importante en varias disciplinas. En medicina, por ejemplo, los positrones se usan para fotografiar las rutas de reacción química dentro de las células vivas, en una técnica conocida como Tomografía por Emisión de Positrones (TEP). Aún así, el 80% de los cruciales rayos gamma generados en los barridos TEP proceden del decaimiento del positronio. Mientras tanto, en astrofísica, el decaimiento del positronio cuenta con el 90% global de los rayos gamma procedentes del centro de la Vía Láctea.

Falta de conocimiento sobre dispersión

Dado que el positronio vive lo bastante para dispersar otra materia antes de decaer, los científicos implicados en tales disciplinas necesitan comprender estas propiedades de dispersión. Desafortunadamente, tanto la teoría como los experimentos sobre este tema han sido difíciles de realizar.

Ahora, Gaetana Laricchia del University College de Londres y sus colegas han registrado los primeros datos de velocidad de dispersión para el positronio, dispersando una variedad de átomos y moléculas. En su experimento, usan campos magnéticos y eléctricos para guiar a los positrones emitidos desde el sodio-22, una fuente radiactiva, a una célula de gas. Algunos de los positrones captaron un electrón del gas, creando un haz de positronio que viajaba hacia un gas objetivo. Los investigadores usaron 10 objetivos distintos para dispersar el positronio, incluyendo helio, nitrógeno, oxígeno y kriptón.

Los resultados no fueron los esperados. A pesar de que el positronio es neutro y tiene el doble de masa de un electrón, su sección transversal de dispersión – una medida de la probabilidad de interacción como una función de la velocidad – siempre recordaba a la del propio electrón.

¿Partícula “espectadora”?

Laszlo Sarkadi, físico nuclear de la Academia Húngara de las Ciencias, que había estudiado previamente la dispersión del positronio, dice que el descubrimiento llevará a los físicos a examinar la dinámica detallada de la dispersión, que cree que no puede aproximarse, como otros sistemas de colisión, mediante una interacción de dos cuerpos. No obstante, cree que la solución más probable es que el positrón del positronio simplemente actúa como una partícula “espectadora”. “El comportamiento diferente del electrón [podría] explicarse mediante la polarización del objetivo durante la colisión”, añade Sarkadi.

Laricchia está de acuerdo en que el electrón del positronio es, de algún modo, dominante en la interacción, pero dice: “La razón aún no la sabemos, y esperamos que nuestro trabajo estimule más investigación”.

La investigación se publica en la revista Science 330 789.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 5 de noviembre de 2010
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Comments (2)

  1. Para mí, este descubrimiento puede ser altamente significativo, pues podría revelarnos la verdadera naturaleza de la antimateria… Esperemos acontecimientos. Saludos:
    Alejandro Álvarez

  2. No conocia al positronio. la materia tiene diferentes caminos interesantes!

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