Primera observación de antihelio-4

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Artículo publicado originalmente el 21 de marzo de 2011 en The Physics ArXiv Blog.

La creación de 18 núcleos de antihelio-4 es un hito en la física de alta energía.

Una de las grandes cuestiones que crean problemas a los cosmólogos y físicos de partículas es la distribución de materia y antimateria en el universo. Ciertamente parece que la materia predomina en el cosmos, pero las apariencias pueden engañar. Puede que simplemente vivamos en un rincón del universo que parece estar dominado por la materia.

Colisiones en CMS


Hoy, encontramos que hay un poco de antimateria extra en nuestro rincón gracias al trabajo de la colaboración STAR en el RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven en los Estados Unidos.

Estos chicos han hecho chocar entre sí 109 núcleos de oro a energías de 200 GeV y observaron 18 antinúcleos de helio-4 en los restos posteriores. Esto es un logro impresionante en todos los estándares – como poco sabemos que el antihelio-4 puede existir.

Este tipo de impactos crea una burbuja caliente de un número más o menos igual de quarks y anti-quarks, conocida como plasma de quark-gluón. Éste se enfría formando varias partículas y sus anti-partículas.

Por supuesto, cuanto mayor sea la antipartícula, menor es la probabilidad de verla en la realidad. De hecho, cada barión extra en un anti-núcleo hace que sea 1000 veces más difícil crearlo. Por lo que aunque los positrones se crearon por primera vez en 1932, los antiprotones y neutrones no aparecieron hasta 1955 y tuvimos que esperar a 1970 para que un equipo ruso anunciase la primera observación de antihelio-3.

Ahora, 40 años más tarde, tenemos antihelio-4. (Parece improbable que veamos el siguiente de la lista antilitio-6, en algún momento cercano y, de hecho, el equipo de STAR admite que no puede producirse con la tecnología actual del colisionador).

Lo importante de esta observación es que el antihelio-4 parece tener origen al ritmo exactamente predicho por la termodinámica. Por lo que, a menos que exista otro mecanismo para crearlo en cantidades mucho mayores, es improbable que veamos una versión de ocurrencia natural, sin importar lo mucho que miremos.

Por lo que “cualquier observación de antihelio o incluso antinúcleos más pesados en el espacio, indicarían la existencia de una gran cantidad de antimateria por todo el universo”, dice la colaboración STAR.

Y, como resultado, tenemos la intención de mirar. La Lanzadera Espacial Endeavour, con un lanzamiento actualmente planificado para el mes que viene, transporta el Espectrómetro Magnético Alfa a la Estación Espacial Internacional para, precisamente, esta razón.

Alfa está especialmente diseñado para buscar partículas de antimateria en los rayos cósmicos. Si el antihelio se crea sólo mediante los mecanismos conocidos, será demasiado raro para poner en problemas a Alfa. Pero si el experimento logra siquiera un ligero rastro de antihelio o algo más pesado, puedes esperar un estallido de interés por parte de los cosmólogos y físicos de partículas.

Ésta es una de las pocas piezas científicas genuinamente útiles que están planificadas para la estación espacial. Esperemos que todo vaya bien.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1103.3312: Observation Of The Antimatter Helium-4 Nucleus
Fecha Original: 21 de marzo de 2011
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