ONDE ESTÁ A ANTIMATERIA DO UNIVERSO?

Materia e antimateria / Imaxe: ecured.cu

Excepto pola súa carga eléctrica, materia e antimateria son idénticas en todos os aspectos. Con todo, cando unha partícula de materia atópase co seu correspondente  antipartícula (por exemplo, un electrón cun positrón) ambas destrúense nun  fogonazo de enerxía.

Segundo as teorías vixentes, no principio do Universo debeu xerarse unha cantidade idéntica de materia que de  antimateria. Pero existe incontables evidencias de que, polo menos a parte de Universo que podemos ver (Universo  observable) está composta só de materia. Se tamén houbese antimateria, aniquilaríase ao  intertactuar coa materia próxima para producir radiación gamma de moi alta intensidade, fenómeno que non foi observado.

Onde está, pois, toda a  antimateria que falta? Descubrir como terminamos nun Universo cheo de materia e sen rastro de  antimateria constitúe un dos maiores misterios aos que se enfronta a Física.

Debido a que o Modelo Estándar da Física (a teoría que explica todas as partículas que compoñen a materia e as leis que as gobernan) non achega solución ao problema, os físicos empezaron a considerar teorías que engaden unha serie de «partículas adicionais» que poidan axudar a resolver a cuestión.

Un deses modelos chámase Two Higgs Doublet Model e, a pesar do nome, en realidade agrega catro, e non dous, partículas adicionais. O mellor deste modelo é que se pode facer consistente con todas as observacións feitas ata agora en laboratorio, incluídas as do Gran Colisionador de Hadrones no CERN, aínda que ata o momento non estaba claro se tamén podía resolver o problema do desequilibrio materia- antimateria.

Agora, un grupo internacional de investigadores, dirixido por un equipo da Universidade de Helsinqui, abordou a cuestión desde un ángulo diferente. E o resultado é que o modelo si pode explicar esa incómoda ausencia de  antimateria no Universo que coñecemos. Os seus achados acaban de ser publicados nun artigo en  Physical Review Letters.

Aproximadamente dez  picosegundos despois do  Big  Bang (un  picosegundo é a  billonésima parte dun segundo), xusto no momento en que se «acendeu» o  bosón de  Higgs, o Universo enteiro non era máis que un plasma denso e moi quente de partículas. Para estudar ese plasma, os investigadores recorreron a un «truco»: reducir o número de dimensións para estudar máis facilmente o conxunto.

«A técnica de redución  dimensional -explica David  Weir, autor principal do artigo- permítenos substituír a teoría que describe leste plasma quente cunha teoría  cuántica máis simple, cun conxunto de regras que todas as partículas deben seguir. E resulta que nas partículas máis pesadas e lentas non importan moito cando se impoñen estas novas regras, polo que terminamos tendo unha teoría moito menos complicada».

Esa teoría máis simple puido despois estudarse máis facilmente con simulacións informáticas, que proporcionaron ao equipo de físicos unha imaxe moito máis clara do que sucedeu naqueles primeiros instantes de existencia do Universo. En particular, as simulacións mostraron ata que punto e como de violentamente o Universo estaba fóra de equilibrio cando se prendeu o  bosón de  Higgs. E iso é importante para determinar, utilizando o modelo  Two  Higgs  Doublet, se existiu ou non unha marxe suficiente para producir a asimetría entre materia e  antimateria que deu lugar ao Universo que observamos na actualidade.

«Os nosos resultados -explica  Weir- mostraron que, de feito, é posible explicar a ausencia de  antimateria, o que concorda coas observacións existentes». É importante destacar que ao facer uso da redución  dimensional, o novo enfoque é completamente independente de calquera traballo previo co mesmo modelo.

Segundo concluíron os investigadores, se o  bosón de  Higgs realmente acendeuse dunha forma tan violenta deixaría tras de si unha serie de ecos. Suxeriron que as burbullas da nova fase do Universo nucleáronse, do mesmo xeito que sucede coas nubes, e expandíronse ata que o Universo enteiro foi algo similar a un ceo nubrado. Ao longo deste proceso, as colisións entre diferentes burbullas producisen un gran número de ondas  gravitacionais. Agora, os investigadores da Universidade de Helsinqui están a prepararse para buscar esas ondas  gravitacionais utilizando detectores como o proxecto europeo LISA.

Se finalmente atópanas, acharían tamén a proba fidedigna de que a súa teoría é correcta. E lograrían, por fin, esclarecer o misterio da ausencia de  antimateria.

FONTE: José Manuel Nieves/abc.es/ciencia