Se acumulan las pruebas de la anomalía de antimateria

Artículo publicado por Jon Cartwright el 29 de febrero de 2012 en Science News

El Big Bang creó una gran cantidad de materia – junto con la misma cantidad de antimateria, que se aniquilaron entre sí y llevaron al universo a un final prematuro. Esto es lo que la física teórica aceptada nos dice – aunque las cosas, claramente, no fueron así. Ahora, unos resultados de un colisionador de partículas en los Estados Unidos están proporcionando nuevas pruebas de una sutil diferencia en las propiedades de materia y antimateria, las cuales podrían explicar cómo sobrevivió el joven universo.

La primera prueba de una diferencia entre materia y antimateria se encontró en la década de 1960 en la desintegración de unas partículas neutras conocidas como kaones, que valió la concesión de un Premio Nobel de física. En 2001, aceleradores en los Estados Unidos y Japón encontraron más pruebas de diferencias en unas partículas llamadas mesones B. Entonces, el año pasado, en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) cerca de Ginebra en Suiza, se encontraron pruebas en un tercer sistema, los mesones D, pero no había suficientes datos para descartar un error estadístico. Los nuevos resultados – que proceden del experimento Collider Detector at Fermilab (CDF) cerca de Chicago – no son pruebas concluyentes, pero rebajan la posibilidad de que sea un error estadístico a 1 entre 10 000. “Estoy seguro que en pocos días toda la gente que trabaja en este campo se sentirá mucho más confiada en que esto es verdaderamente real”, dice Giovanni Punzi, portavoz del experimento CDF.

Fermilab © by functoruser


Los físicos han sospechado desde hace tiempo que una diferencia en las propiedades de materia y antimateria es la clave para la supervivencia del joven universo. Tal diferencia – conocida técnicamente como violación de carga-paridad (CP) – habría permitido que la materia normal predominase sobre la antimateria, de forma que la materia normal pudiese formar todas las cosas que vemos actualmente en el universo.

Para ser testigos de la violación CP, los físicos estudian las partículas para ver si hay alguna diferencia en la tasa de desintegración entre las partículas normales y sus antipartículas. La teoría aceptada de las partículas elementales, el Modelo Estándar, permite un bajo nivel de violación CP – incluyendo el revelado en los descubrimientos de las décadas de 1960 y 2000 – pero no lo bastante para explicar la predominancia de la materia común. Por tanto, los investigadores han estado tratando de encontrar casos en los que la violación CP sea más alta.

El detector LHCb en el CERN, y el CDF en Fermilab, son dos de tales experimentos. Rastrean las rutas de las partículas mesones D0 y sus antipartículas. Pueden desintegrarse en pares de piones o kaones, y recontando estos productos de desintegración, los equipos de LHCb y CDF pueden calcular las diferentes tasas de desintegración entre las partículas D0 y sus antipartículas.

En noviembre, el equipo LHCb informó de que las tasas de desintegración diferían en un 0,8% – unas ocho veces la cantidad que normalmente se espera que permita el Modelo Estándar, y tal vez suficiente para ayudar a explicar el origen de la predominancia de materia sobre antimateria. Por desgracia, la medida no era muy precisa: La significación estadística era de aproximadamente 3 sigma, lo que significa que había una posibilidad entre 100 de que hubiese un error aleatorio en los datos.

Los últimos resultados de CDF – anunciados en una reunión en La Thuile, Italia – reducen drásticamente las posibilidades de un error estadístico. Apuntan a una violación CP del nivel del 0,6%, con una significación estadística de 2,7 sigma. Combinados con los anteriores resultados del LHCb, los resultados de CDF elevan la significación a 3,8 sigma – o aproximadamente una posibilidad entre 10 000 de que la violación CP sea un error aleatorio.

Estos resultados no pueden establecerse como un descubrimiento genuino, lo que requeriría una significación estadística de 5 sigma – o la posibilidad de que sea aleatorio esté en menos de uno entre un millón. Aun así, los físicos de partículas están emocionados. “No podemos asegurar que sea una violación CP”, dice Angelo Carbone, miembro de la colaboración LHCb. “Pero está cerca”.

Paul Harrison, físico de partículas experimental en la Universidad de Warwick en el Reino Unido, dice que el estándar de 5 sigma es importante debido a que ayuda a evitar sesgos que aparecen en distribuciones estadísticas desiguales. Pero cree que refuerza mucho los resultados el hecho de que procedan de dos experimentos independientes. “No esperaría un error en los experimentos en este punto”, dice. “Estos chicos son gente seria. … Llevan aquí mucho tiempo, y saben lo que hacen”.

Para ver si la significación estadística puede mejorarse hasta los 5 sigma, tendrán que esperar hasta finales de año, cuando el equipo LHCb examine el resto de sus datos. Pero incluso si la violación CP resulta ser real, hay una duda sobre si es “una nueva física” – en otras palabras, si el actual Modelo Estándar puede explicarla.

El teórico de partículas Sebastian Jaeger, de la Universidad de Sussex en el Reino Unido, cree que la respuesta es incierta debido a que nadie está seguro de lo lejos que puede llevarse el Modelo Estándar. “El problema principal es que la [violación] CP es difícil de cuantificar – es bastante complejo desde un punto de vista teórico hacer una predicción. … Por lo que incluso si la significación llega a 5 o 10 sigma, el Modelo Estándar puede que no sea descartado”.


Autor: Jon Cartwright
Fecha Original: 29 de febrero de 2012
Enlace Original

Comparte:
  • Print
  • Digg
  • StumbleUpon
  • del.icio.us
  • Facebook
  • Twitter
  • Google Bookmarks
  • Bitacoras.com
  • Identi.ca
  • LinkedIn
  • Meneame
  • Netvibes
  • Orkut
  • PDF
  • Reddit
  • Tumblr
  • Wikio
This page is wiki editable click here to edit this page.

Like This Post? Share It

Comments (9)

  1. Helena Gómez

    Si la materia y la antimateria se comportan de forma distinta y un pequeño porcentaje de veces queda un sobrante al aniquilarse mutuamente, y es cierto que el vacio está lleno de partículas virtuales, esto quiere decir que una parte de las partículas virtuales nunca se desintegrará, y aunque sólo sea un parte muy pequeña, posiblemente tendría un efecto acumulativo, con lo cual no se cumple el principio de conservación de la materia-energía, y según esto no se trataría de un mero juego como las partículas virtuales que solamente dejan de cumplir este principio de conservación durante un tiempo muy pequeño para dejar de existir a continuación, sería un quebrantamiento del principio de conservación real y observable.

    • Dr. Steady State

      A Fred Hoyle le habría encantado esa hipótesis xD

      Pero me da que tienes razón.

    • Gerardo

      Eso te sorprende? dime si no es una violación del principio de conservación el que de la nada aparezca un universo lleno de energia y materia? de donde salió la energia que creo el universo para empezar?

      Si el big bang o algo similar realmente ocurrio, de donde salió la energia para crear ese “huevo primordial”?

      • reneco

        Me parece equivalente el pensar que al principio había algo o que había nada, para las dos manera de pensar no hay ninguna razón que las fundamente, ahora sabemos que había algo porque estamos nosotros, el preguntarse de donde salió la energía es equivalente al preguntarse porque tendría que haber nada al principio, “yo existo y punto”, no necesito de fundamentos para eso

        • Gerardo

          No puede ser equivalente, ya que si al principio no habia nada, de donde surgio el todo? de donde salio la energia para eso?, en cualquier ecuación fisica los valores iniciales son importantes, y la mayoria de las veces determinan el resultado final

          Además eso de “yo existo y punto” me parece muy dictatorial y nada cientifico, la ciencia se trata de eso, de encontrar fundamentos a todo, sino cosas como la busqueda de Higgs no tendria sentido, pudiera decir, “la materia existe y ya” no necesito fundamentos para el campo de higgs y la creación de materia

    • Fandila

      Entiendo que las partículas virtuales son reales en su mala conformación en un tiempo muy corto, pues les falta “la energia suficiente” para consolidarse. Serían un intento fallido de afianzamiento, por lo que sus elementos vuelven al vacío como van al suelo las cartas de un castillo de naipes que se desbarata, lo que constituye una aniquilación o vuelta al caos como componentes “estables” más simples. No se viola ningún principio. La energía se transforma continuamente. Se entendería que ello no ocurra siempre de esa manera, habrá ciertas probabilidades de éxito porque los cuantos intervinientes si que cumplan, o en el Universo la energía de vacio permanecería aislada y sin nada que ver con el resto.

  2. [...] am y archivada en Fí­sica. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web. [...]

  3. faccaf

    Ante esas preguntas solo se puede filosofar, ya que no creo que nunca lleguemos a saber la verdad cierta.
    Si la preponderancia de la materia sobre la antimateria es realmente lo que ha llevado a tener el universo que observamos, pues nada, a disfrutar de él, y a usar solo la antimateria como una forma de combustible para naves warp,(que guay, no?).
    Pero si nos preguntamos si estamos en una expansion cualquiera de nuestro universo, o estamos en la primera desde el big-bang, eso no creo que lo podamos saber jamas, quizas nuestro universo es solo una particula elemental de un mega-atomo de materia, de una roca que existe en otro mega-universo, quien sabe……

  4. Fandila

    Ya lo creo que sí, estamos condenados a vivir en nuestra parcela universal, y soñar que ocurre fuera de sus límites. Realmente, aparte nuestra curiosidad innata, ¿necesitamos conquistar tanto para ser felices?

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos necesarios están marcados *