La interaccin gravitatoria de la antimateria con la materia o antimateria no ha sido concluyente observados por los fsicos. Mientras que la abrumadora consenso entre los fsicos es que la antimateria atraer tanto de la materia y la antimateria a la misma velocidad que la materia atrae a la materia, hay un fuerte deseo de confirmar experimentalmente, ya que la hiptesis es todava abierto a la falsificacin.Rareza y la tendencia a aniquilar cuando se pone en contacto con la materia de Antimateria hace que su estudio una tarea tcnicamente exigente. La mayora de los mtodos para la creacin de resultado antimateria en partculas de alta energa y los tomos de alta energa cintica, que no son adecuadas para el estudio relacionado con la gravedad. En los ltimos aos, primero ALPHA y luego ATRAP han atrapado tomos de antihidrgeno en el CERN, en 2013 ALPHA utilizado estos tomos para establecer los primeros lmites de cada libre en la interaccin gravitatoria de la antimateria con la materia. Los futuros experimentos en ALPHA, as como experimentos con haces de antihidrgeno por AEGIS y de GBAR deben refinar estos lmites.Tres hiptesisEl teorema CPT afirma que la antimateria debe atraer antimateria de la misma manera que la materia atrae a la materia. Sin embargo, hay varias hiptesis sobre cmo la antimateria interacta gravitatoriamente con la materia normal: Gravedad normal: La suposicin habitual es que las interacciones gravitacionales de la materia y la antimateria son idnticas. Antigravity: Anlisis terico sugiere que la antimateria podra repeler la materia con la misma magnitud que la materia atrae a la materia.Esto no se debe confundir con los muchos otros fenmenos especulativos que tambin pueden ser llamados "anti-gravedad" .. Gravivector y Graviscalar: dificultades posteriores en la creacin de teoras de la gravedad cuntica han dado lugar a la idea de que la antimateria puede reaccionar con una magnitud ligeramente diferente.ExperimentosSupernova 1987AMuchos cientficos consideran que la mejor evidencia experimental a favor de la gravedad normal que venir de las observaciones de neutrinos de la supernova 1987A. En este hito, tres detectores de neutrinos del mundo observan al mismo tiempo una cascada de neutrinos procedentes de una supernova en la Gran Nube de Magallanes. Aunque la supernova ocurri alrededor de 164.000 aos luz de distancia, tanto los neutrinos y antineutrinos podran haber sido detectados casi simultneamente. Si tanto se observaron en realidad, entonces cualquier diferencia en la interaccin gravitatoria tendra que ser muy pequeo. Sin embargo, los detectores de neutrinos no pueden distinguir perfectamente entre los neutrinos y antineutrinos, de hecho, los dos pueden ser idnticas, al igual que la antipartcula del fotn es otro fotn. Algunos fsicos conservadores estiman que hay menos de un 10% de posibilidades de que no neutrinos regulares se observaron en absoluto. Otros estiman probabilidades an menores, algunos de tan bajo como 1%. Por desgracia, esta precisin es poco probable que mejorar mediante la duplicacin de la experiencia en el corto plazo. La ltima supernova conocida que se produzca en un rango tan estrecho antes de la Supernova 1987A fue de alrededor de 1867.Los experimentos de FairbankFsico William Fairbank intent un experimento de laboratorio para medir directamente la aceleracin de la gravedad de ambos electrones y positrones. Sin embargo, su relacin de carga a masa es tan grande que los efectos electromagnticos abrumado el experimento.Es difcil de observar directamente las fuerzas gravitacionales en el nivel de partculas. Para las partculas cargadas, la fuerza electromagntica abruma la interaccin gravitacional mucho ms dbil. Incluso las antipartculas de antimateria neutral, como el antihidrgeno, deben ser separados de sus contrapartes en la materia que forma el equipo experimental, que requiere fuertes campos electromagnticos. Estos campos, por ejemplo, en la forma de trampas atmicas, ejercer fuerzas en estas antipartculas que desbordan fcilmente la fuerza gravitacional de la Tierra y masas de prueba cercanos. Dado que todos los mtodos de produccin de antipartculas resultado en partculas de antimateria de alta energa, el enfriamiento necesario para la observacin de los efectos gravitacionales en un entorno de laboratorio requiere tcnicas experimentales muy elaborados y de control muy cuidadoso de los campos de captura.Cold experimentos antihidrgeno neutralEn los ltimos aos, la produccin de antihidrgeno fro ha llegado a ser posible en los experimentos ATHENA, ATRAP y ALPHA del CERN. Antihidrgeno, que es elctricamente neutral, debe permitir medir directamente la atraccin gravitacional de las partculas de antimateria a la Tierra respecto. En 2013, los experimentos con tomos de antihidrgeno liberados de la trampa ALPHA establecen lmites directos, es decir, cada libre, sobre la gravedad de antimateria. Estos lmites fueron ordinario; futuros experimentos en el CERN deben refinar estos lmites.Debate gravedad AntimatterCuando la antimateria fue descubierta por primera vez en 1932, los fsicos se preguntaban cmo iba a reaccionar a la gravedad. El anlisis inicial se centr en si la antimateria debe reaccionar de la misma como la materia o de reaccin opuesta. Varios argumentos tericos que surgieron fsicos convencidos que la antimateria reaccionara exactamente lo mismo que la materia normal. Se infiere que la repulsin gravitatoria entre la materia y la antimateria era inverosmil, ya que violara invariancia CPT, la conservacin de la energa, resultado de la inestabilidad de vaco, y el resultado en la violacin CP. Tambin se teoriza que no sera coherente con los resultados de la prueba de ETV del principio de equivalencia dbil. Muchas de estas objeciones tericas tempranas fueron posteriormente revocada.El argumento de MorrisonEn 1958, Philip Morrison sostuvo que la antigravedad violara la conservacin de la energa. Si la materia y la antimateria respondieron opuesta a un campo gravitacional, entonces tendra ninguna energa para cambiar la altura de un par partcula-antipartcula. Sin embargo, cuando se mueve a travs de un potencial gravitatorio, se desplaza la frecuencia y la energa de la luz. Morrison sostuvo que la energa se cre mediante la produccin de la materia y la antimateria en una altura y luego aniquilarlo ms arriba, ya que los fotones utilizados en la produccin tendran menos energa que los fotones arrojaron de la aniquilacin. Sin embargo, posteriormente se ha visto que la antigravedad seguira sin violar la segunda ley de la termodinmica.El principio de equivalenciaSi uno puede inventar una teora en la cual la materia y la antimateria se repelen entre s, qu predice que las cosas que no son ni la materia ni la antimateria? Los fotones son sus propias antipartculas, y en todos los aspectos se comportan exactamente simtrica con respecto a la materia y las partculas de antimateria. En un gran nmero de pruebas de laboratorio y astronmicos, se observan fotones a ser atrados a la materia, exactamente de acuerdo con la teora de la relatividad general. Es posible encontrar tomos y los ncleos cuyas partculas elementales contenidos son los mismos, pero cuyas masas son diferentes. Por ejemplo, helio-4 pesa menos de 2 tomos de deuterio debido a las diferencias de unin de energa. La constante de la fuerza gravitacional se observa que es la misma, hasta los lmites de la precisin experimental, para todos los tales materiales diferentes, lo que sugiere que "energa de enlace"-que, como el fotn, no tiene ninguna distincin entre la materia y la antimateria-experimenta la misma gravitacional fuerzas como materia. Esto es de nuevo de acuerdo con la teora de la relatividad general, y difcil de conciliar con una teora que predice que la materia y la antimateria se repelen.El argumento de SchiffMs tarde, en 1958, L. Schiff utiliz la teora cuntica de campos para argumentar que la antigravedad sera incompatible con los resultados del experimento de ETV. Sin embargo, la tcnica de renormalizacin utilizado en el anlisis de Schiff est fuertemente criticada, y su obra es considerada como no concluyente.El argumento de buenaEn 1961, Myron L. Bueno argument que la antigravedad dara lugar a la observacin de una inaceptable cantidad de violacin de CP en la regeneracin anmala de kaones. En ese momento, an no se haba observado violacin CP. Sin embargo, el argumento de Bueno es criticado por ser expresado en trminos de potenciales absolutos. Por reformular el argumento en trminos de potenciales relativos, Gabriel Chardin encontr que dio lugar a una cantidad de Kaon regeneracin que est de acuerdo con la observacin. Argumenta que la antigravedad es, de hecho, una posible explicacin para la violacin CP.El argumento de E = mcLos fsicos rutinariamente observan que los fotones de alta energa de la energa suficiente se pueden convertir en pares electrn-positrn, de acuerdo con la famosa ecuacin de Einstein. Existen observaciones similares para el resto de antipartculas. Debido a la energa-materia de equivalencia, anti-partculas deben interactuar gravitacionalmente al igual que las partculas de la materia ordinaria.Motivaciones para antigravedadLos partidarios argumentan que la antigravedad antimateria podra resolver varios problemas importantes en la fsica. Adems de la prediccin de la violacin CP ya se ha mencionado, argumentan que explica dos paradojas cosmolgicas. El primero es la falta aparente locales de la antimateria: por antimateria teora y la materia se repelen entre s gravitacionalmente, formando la materia separada y galaxias de antimateria. Estas galaxias tambin tienden a repeler entre s, evitando as posibles colisiones y aniquilamiento. Estos dos hechos se combinan para dar a entender que el universo organiza gradualmente en un dipolo gravitatorio en la escala ms grande. Lmites observacionales sobre lneas aniquilacin discretas, lo que sera signos inconfundibles de los depsitos de antimateria a gran escala en el universo, crea argumentos ingenuos de este tipo muy difcil de defender. Si bien esto no excluye la existencia de grandes cantidades de antimateria, que crea el problema de tener que identificar mecanismos dinmicos que importan por separado y antimateria entre s casi a la perfeccin. Esto es especialmente importante para los modelos de los inicios del universo, ya la aniquilacin de gran escala de la materia y la antimateria tendra lugar a un universo dominado fotn, que es, de nuevo, en contradiccin con las observaciones.Esta misma repulsin galctico tambin recibe la aprobacin como una posible explicacin a la observacin de un universo de plano de aceleracin. Si la gravedad es siempre atractiva, podra esperarse que la expansin del universo se desacelere y, finalmente contrato en un big crunch. Utilizando observaciones de corrimiento al rojo, los astrnomos y los fsicos calculan que en cambio, el tamao del universo est en expansin y el ritmo de expansin se est acelerando a un ritmo aproximadamente constante. Se han propuesto varias teoras para explicar esta observacin en el contexto de una gravedad siempre-atractivo. Por otro lado, los partidarios de la antigravedad argumentan que si mutuamente repulsivas, cantidades iguales de materia y antimateria compensaran justamente cualquier atraccin, o incluso provocar la aceleracin observada.CERN fsico Dragan Slavkov Hajdukovic ha propuesto una explicacin para el problema de la galaxia de revoluciones basadas en la antigravedad antimateria. Suponiendo que una partcula y su antipartcula tienen la carga gravitacional de signo contrario, el vaco fsico puede ser considerado como un fluido de dipolos gravitacionales virtuales. Siguiendo esta hiptesis, presenta indicios de que la materia oscura podra no existir en absoluto y que los fenmenos para los cuales fue invocado podran explicarse por la polarizacin gravitatoria del vaco cuntico de la materia barinica conocido.Varios autores han perseguido la idea de antigravedad, ya sea asumiendo que la antimateria tiene masa gravitatoria negativa, por lo que es auto-atractivo, o que es incluso auto-repulsin. En un artculo reciente, Villata argument que no hay necesidad de cambiar el signo de la masa gravitatoria de la antimateria para obtener repulsin entre materia y antimateria, pero l demostr que la antigravedad aparece como una prediccin de la relatividad general, una vez que se asume que esta teora es invariante CPT y que, en consecuencia, la materia se transforma en antimateria por estas tres operaciones conjuntas.En la relatividad general, la ecuacin del movimiento de una partcula de prueba de la materia en un campo gravitatorio generado materia se compone de cuatro elementos. CPT-transformaciones de los cuatro elementos produce una ecuacin idntica que describe el movimiento de una partcula de antimateria en una prueba de campo de gravedad antimateria generada, ya que todos los cuatro cambios de signo anulan entre s. Por lo tanto, esta simetra CPT garantiza el mismo comportamiento gravitatorio propio atractivo tanto para la materia y la antimateria. Sin embargo, la transformacin de uno solo de los dos componentes, ya sea el campo o la partcula, resulta en un cambio de signo que convierte la atraccin gravitatoria original en la repulsin, la prediccin de que la materia y antimateria se repelen entre s.

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La historia comienza con Alicia sentada en el sof de su sala, meditando sobre lo que ella llama la casa del espejo. Por extrao que parezca, Alicia est convencida de que al otro lado del espejo que hay encima de la chimenea existe un mundo tan real como el de su sala, slo que las cosas estn dispuestas a la inversa. Los libros, por ejemplo, se parecen a los suyos, pero con las letras escritas al revs. El humo que sale de la chimenea es el mismo que el que sale del otro lado, aunque Alicia no puede ver si ah tambin encienden el fuego en invierno.Pero lo que ms intriga a Alicia es lo que se intuye cuando ella deja abierta la puerta del saln. Y si ms all de la puerta de la casa del espejo fuera completamente diferente? Habra alguna forma de atravesar el espejo y comprobarlo?De repente, una niebla empieza a rodear el espejo como si se estuviera disolviendo el cristal. Alicia se encarama a la chimenea y un instante despus atraviesa el cristal sin saber muy bien cmo. Alicia ha pasado al otro lado!Entonces empieza a mirar atentamente a su alrededor y descubre que all dentro, en la casa del espejo, todo es muy distintoLa ecuacin de DiracEl principio del libro de Carroll enlaza a la perfeccin con nuestra historia, cuyo argumento hubiera asombrado al propio escritor. Te imaginas que el Universo en el que vivimos se pareciera al saln y a la casa del espejo de Alicia?Todo empez a finales de la dcada de 1920. Por aquel entonces, los cientficos saban que el tomo est formado por electrones, partculas con carga negativa que giran alrededor de un minsculo ncleo donde se concentran los protones, con carga positiva (el otro componente del ncleo, el neutrn, sin carga elctrica, todava no se haba descubierto).Sin embargo, no se haba podido describir con exactitud el comportamiento de los electrones en el interior del tomo. El problema estaba en que las ecuaciones de la mecnica cuntica, que se encarga de los fenmenos subatmicos, se basaban en la mecnica de Newton. sta es muy til en el caso de sistemas en los que las velocidades son mucho menores que la de la luz, como ocurre en nuestra vida cotidiana o con el movimiento de los cuerpos celestes. Pero no sirve para partculas como el electrn, que se mueven casi tan rpido como la luz. En tales casos hay que recurrir a la teora especial de la relatividad de Einstein, que explica lo que sucede cuando los objetos se mueven a velocidades cercanas a las de la luz.En 1928, el fsico ingls Paul Dirac fue el primero en combinar la relatividad y la mecnica cuntica, y as lleg a una ecuacin que describe con precisin al electrn. Pero haba algo ms. Igual que una ecuacin simple como x2 = 4 tiene dos soluciones, x = 2 y x = -2, la ecuacin de Dirac predice tambin la existencia de una partcula con las mismas propiedades que el electrn, pero con carga positiva: una antipartcula. Y no slo deba existir una antipartcula para el electrn, sino tambin para el resto de partculas conocidas.El descubrimiento en 1932 del positrn, la antipartcula del electrn, confirm la teora de Dirac y dej la puerta abierta a una fascinante posibilidad. De la misma manera que las partculas ordinarias forman la materia que nos rodea, tambin sus correspondientes antipartculas podran formar tomos de antimateria; es decir, positrones que dan vueltas alrededor de un ncleo compuesto por antiprotones y antineutrones. La antimateria sera el reflejo de la materia, como la casa del espejo lo era del saln de Alicia antes de atravesar el espejo.La antimateria, fuente de energa?Cuando la antimateria entra en contacto con la materia se genera una enorme cantidad de energa, ms que en cualquier otra reaccin conocida en fsica. Para que te hagas una idea, la aniquilacin materia-antimateria es 2 000 millones de veces ms energtica que la combustin de la gasolina y 100 veces ms que la fisin nuclear (la energa de los reactores nucleares y las bombas atmicas). Bastara un gramo de antihidrgeno para producir ms energa que la bomba de Hiroshima.Pero eso no significa que la antimateria sea una fuente de energa til. El principal inconveniente es que la antimateria que existe en el Universo es muy escasa, as que lo primero que hay que hacer es fabricarla. Y resulta que ste es un proceso muy poco eficiente, porque se necesita crear millones de antiprotones y positrones para producir unos pocos tomos de antihidrgeno. En definitiva, la energa que se aporta para crear antimateria es mucho mayor que la que se obtiene despus cuando se aniquila. Parece casi imposible que en el futuro vaya a existir, por ejemplo, un motor de antimateria como el que propulsa la nave espacialEnterprise de Star Trek.Pero imagnate que nuestro propsito no es utilizar la antimateria como fuente de energa, sino para otros fines ms dudosos. Como los terroristas de la novelangeles y demoniosde Dan Brown, que roban antimateria del CERN (Organizacin Europea de Investigaciones Nucleares) con la intencin de crear una devastadora bomba. Despus de todo, un gramo de antimateria es muy poca cantidad, no?Supongamos que pudisemos atrapar todos los antiprotones que se producen en el CERN y utilizarlos para formar antihidrgeno, algo impensable de momento. Eso nos dara unos 1 000 millones de tomos de antihidrgeno por segundo. O lo que es lo mismo, unos 30 000 billones (3 x 1016) al ao. Parece mucho, pero es que si quieres formar un gramo de antihidrgeno se necesitan 6 x 1023 tomos de antihidrgeno. A ese ritmo seran necesarios millones de aos para reunir un gramo, algo inviable por mucho que se perfeccionen las tcnicas. En la realidad, los terroristas que quieran hacer armas de antimateria se las van a ver ms difciles que en la ficcin. As que podemos olvidarnos de la antimateria como fuente de energa o arma destructiva y centrarnos en el verdadero inters de los cientficos, que es comprender las leyes que gobiernan la naturaleza.El origen de la antimateriaNuestro Universo est compuesto bsicamente de materia ordinaria, as que de dnde surgi la antimateria y por qu no la vemos a nuestro alrededor? Para responder a esta pregunta debemos retroceder en el tiempo ms de 13 000 millones de aos, cuando toda la energa del Universo estaba concentrada en un nico punto minsculo. En un momento incierto se produjo lo que hoy se llamaBig Bang, una catastrfica explosin que inici la expansin del Universo. A medida que creca, el Universo se fue enfriando y parte de la energa que se gener en el estallido comenz a transformarse en partculas y antipartculas. Eso debi ocurrir cuando ni siquiera haba transcurrido una billonsima de segundo desde elBig Bang.Fue el nico momento en que materia y antimateria coexistieron de forma natural. Cuando una partcula se encuentra con su antipartcula, las dos se aniquilan y se transforman en radiacin. En principio, elBig Bangdebera haber generado el mismo nmero de partculas y antipartculas, que se habran destruido mutuamente hasta convertir el Universo en nada ms que pura radiacin. Podemos estar seguros que eso no ocurri, porque en tal caso no estaramos aqu para contarlo. Por algn motivo desconocido, el equilibrio entre materia y antimateria se decant a favor de la materia. Se calcula que por cada 1 000 millones de antipartculas, se formaron 1 000 millones ms una partculas. Es decir, por cada 1 000 millones de pares partcula-antipartcula que se aniquilaron, hubo una afortunada partcula que se salv. La diferencia puede parecer insignificante, pero ah empez a formarse el Universo tal y como lo conocemos hoy: estas partculas supervivientes se unieron luego para formar los primeros tomos, que ms tarde constituiran las primeras estrellas y galaxias.Los cientficos sospechan que la causa de este desequilibrio entre materia y antimateria es que ambas se comportan de distinta manera y que, por tanto, las leyes fsicas para una y otra no son exactamente las mismas. Esto sera algo extraordinario, tan sorprendente como lo fue para Alicia descubrir que su saln y la casa del espejo eran diferentes.Cmo comprobarlo? Una manera sera crear un tomo de antihidrgeno que es el ms simple de todos, formado por un antiprotn y un positrn, estudiar sus propiedades fsicas y luego comparar los resultados con los del tomo de hidrgeno, que conocemos tan bien.Produccin de antimateriaLa produccin de antipartculas como positrones y antiprotones se ha convertido en algo rutinario en los aceleradores de partculas. Pero juntar estas antipartculas y formar tomos de antimateria es mucho ms difcil, ya que cualquier contacto con la materia ordinaria tiene desastrosas consecuencias. Los primeros intentos se remontan a principios de la dcada de 1990. El mtodo consista en hacer pasar un antiprotn muy veloz cerca de un ncleo atmico pesado, por ejemplo, xenn, lo que de tanto en tanto creaba un par electrn-positrn. En este hipottico caso, el antiprotn poda unirse con el positrn y formar un tomo de antihidrgeno, aunque esto era todava menos frecuente que lo anterior. Fue un logro enorme que unos investigadores del CERN (Organizacin Europea de Investigaciones Nucleares), en Ginebra, consiguieran en 1995 crear as los primeros nueve tomos de antihidrgeno. El problema de esta tcnica, adems de ser muy poco eficiente, es que el antihidrgeno se fabrica a velocidades cercanas a las de la luz, por lo que no haba ninguna posibilidad de estudiar sus propiedades antes de que los antitomos desaparecieran.A principios de la dcada de 2000, el experimento ATHENA del CERN produca por separado positrones a partir de diversas sustancias radiactivas, como el flor o el sodio y antiprotones en los aceleradores de partculas. Como los tomos de antihidrgeno no se pueden enfriar de la manera convencional por ejemplo, con helio lquido porque se aniquilaran al entrar en contacto con l, deben crearse ya con poca energa, o como dicen los fsicos, fros. Y su energa depende principalmente de la energa de los antiprotones incidentes, pues son mucho ms masivos que los positrones. Cuanto ms fros estn los antiprotones (es decir, cuanto ms lentos sean), ms fcil ser luego crear y capturar los tomos de antihidrgeno.Con esta idea se construy el llamado Desacelerador de Antiprotones (AD, por sus siglas en ingls), un anillo en el que se colocaban diversas lminas llamadas degradadores. Los antiprotones se hacan girar por el anillo y chocar con los tomos de las lminas; los que no se aniquilaban, se frenaban a un 10% de su velocidad inicial.Los antiprotones que salan del AD se mezclaban con los positrones en unas "botellas" electromagnticas llamadas trampas de Penning. Estas trampas son recipientes de donde se extrae por bombeo todo el aire del interior y se rodean con helio lquido, el cual se mantiene a una temperatura de apenas 4 kelvin (-269 C). En el ncleo de la trampa se crean campos electromagnticos que facilitan la unin de las antipartculas y, al mismo tiempo, impiden que entren en contacto con las paredes de la trampa.Gracias a los antiprotones fros y a la trampa de Penning, el equipo ATHENA consigui en 2002 crear tomos de antihidrgeno durante slo unos microsegundos. Fue tan breve porque al formarse el tomo de antihidrgeno, la carga de una antipartcula compensa la de la otra y, como ocurre con el tomo de hidrgeno cotidiano, su carga elctrica total es cero. Sin carga, los campos elctricos y magnticos del interior de la botella ya no tienen efecto sobre l y se escapa, perdindose para siempre. Las trampas de Penning son muy tiles a la hora de crear tomos de antihidrgeno, pero no sirven para tenerlos quietos.La antimateria en nuestra vida diariaEs cierto que la antimateria escasea en nuestro universo, pero eso no significa que sea algo tan raro y extico como pueda parecer. Los fsicos crean y destruyen antipartculas a diario desde hace dcadas. Y en los hospitales se utiliza la antimateria en una tcnica de imagen mdica muy importante: la llamada tomografa por emisin de positrones (PET, por sus siglas en ingls).La tomografa es una tcnica que permite tomar imgenes del cuerpo en cortes. En el caso de la PET se consigue gracias a la radiactividad de determinados elementos, que emiten positrones de manera natural; el ms utilizado es el flor-18. Estos elementos radiactivos tienen una vida media corta, de unos 10 minutos, lo que significa que transcurrido ese tiempo la cantidad de dicho elemento se reduce a la mitad. La muestra radiactiva se introduce en el cuerpo del paciente, normalmente por va intravenosa u oral, y se espera a que se acumule en el rea de inters. Los positrones que emite continuamente se encuentran enseguida con los electrones de los tomos de nuestro cuerpo, explotando en dos fotones de alta energa, que son emitidos en direcciones opuestas, de acuerdo con las leyes de la fsica.Alrededor del paciente se disponen los detectores en forma de anillo, que son capaces de medir el tiempo de llegada de los fotones y su direccin. Cuando se detectan dos fotones que llegan a la vez desde direcciones opuestas, sabemos que se ha producido una aniquilacin electrn-positrn. Estos fotones detectados se convierten en seales elctricas y la informacin que se obtiene permite construir una imagen por secciones.La PET es una tcnica diagnstica muy til porque tambin detecta regiones de alta actividad qumica. Cuando el metabolismo de una zona aumenta por ejemplo, en un tumor, la concentracin de sustancias qumicas tambin aumenta, y con ella la densidad de electrones. Por tanto, las aniquilaciones sern ms numerosas en esta zona que en otra de baja actividad metablica. En definitiva, la PET no slo proporciona imgenes, sino que permite visualizar procesos biolgicos como el flujo sanguneo, el metabolismo y los receptores neuronales. De todo ello se estn beneficiando diversas reas de la medicina.La trampa dentro de la trampaHaba que pensar en otra estrategia para atrapar los tomos de antihidrgeno. Con este objetivo surgi en 2005 el proyecto ALPHA, que tom el relevo de ATHENA en el CERN. Su planteamiento se basaba en que aunque no tenga carga elctrica, el tomo de antihidrgeno se comporta como una pequea brjula sensible a un campo magntico. El equipo ALPHA dise una trampa magntica a base de un complejo imn con varios polos magnticos, una configuracin que se conoce como trampa de Ioffe. La trampa de Penning se sita dentro de la trampa de Ioffe, de manera que cuando se forman los tomos de antihidrgeno y la trampa de Penning ya no los puede retener, entra en accin la trampa de Ioffe y los atrapa. La combinacin de ambas trampas es el arma perfecta para cazar antimateria, siempre que los antiprotones sean lo suficientemente lentos.En efecto, el campo magntico creado por la trampa de Ioffe es muy dbil, por lo que es necesario enfriar todava ms los antiprotones para poder atraparlos. Por eso se incluy antes de la trampa un ingenioso mecanismo de frenado a base de electrones. La idea es parecida a detener un baln de ftbol hacindolo pasar por un montn de pelotas de tenis. De la misma manera, los cientficos utilizan los electrones para enfriar los antiprotones haciendo que choquen con ellos. La ventaja de los electrones es que son fciles de enfriar y pueden interactuar con los antiprotones sin aniquilarlos, puesto que no forman un par partcula-antipartcula. En apenas un minuto, electrones y antiprotones llegan a una temperatura de equilibrio de 20 kelvin (-253 C). Los antiprotones ya estn listos para mezclarse con los positrones y formar tomos de antihidrgeno fros que puedan ser luego capturados en la trampa de Ioffe.En noviembre de 2010, los responsables del experimento ALPHA confirmaron que de la interaccin de 10 millones de antiprotones y 700 millones de positrones, se haban formado 38 tomos estables de antihidrgeno, que duraron 172 milisegundos cada uno. ste era el tiempo mnimo para asegurarse que se haban barrido de la trampa el resto de antipartculas que no haban llegado a formar antimateria. Apenas unos meses despus, consiguieron atrapar 309 tomos de antihidrgeno, 19 de los cuales aguantaron 1000 segundos. Este tiempo s es suficiente para estudiar el antihidrgeno en profundidad y comprobar si se comporta tal y como indican los modelos tericos.La antimateria en nuestra vida diaria Chardin, Gabriel, La antimateria: una explicacin para comprender, Ed. Siglo XXI, Mxico, 2001. http://goo.gl/6CoQx www.revista.dominicas.org/antimateria.htm http://ciencia.nasa.gov/cienciasespeciales/11jan_antimatter/Experimentos con antimateriaCuando se habla de la simetra entre materia y antimateria, los fsicos usan el trmino simetra CPT; C de carga elctrica, P de paridad (una propiedad de las partculas elementales que hace referencia a su sentido de giro) y T de tiempo. Lo que viene a decir esta simetra es que si tomamos las ecuaciones que describen cualquier ley fsica y cambiamos de signo las cargas elctricas, cambiamos espacialmente la izquierda por la derecha e invertimos el tiempo, la situacin fsica es equivalente. Al aplicar esta transformacin al tomo de hidrgeno, el resultado es el tomo de antihidrgeno. Refinando lo que se dijo al principio del artculo, la antimateria sera el reflejo de la materia en el espejo de la simetra CPT. Hasta ahora no se ha encontrado ningn fenmeno fsico que no cumpla la simetra CPT. Por tanto, cualquier experimento realizado en el tomo de antihidrgeno debe conducir a los mismos resultados que en el tomo de hidrgeno. Cualquier diferencia, por mnima que sea, podra explicar lo que ocurri poco despus delBig Bang.Una manera de poner a prueba la simetra CPT sera comparar el espectro del hidrgeno con el del antihidrgeno, es decir, comparar los niveles de energa del electrn del hidrgeno con los del positrn del antihidrgeno. ste es, de hecho, el objetivo principal del proyecto ALPHA.Otro experimento crucial ser comprobar cmo acta la gravedad sobre la antimateria. De ello se encargar el experimento a AEgIS, tambin del CERN, que en el verano de 2012 debera empezar a tomar datos. El experimento medir el efecto de la gravedad sobre un tomo de antihidrgeno en cada libre a lo largo de 60 cm. De nuevo, la antimateria debera comportarse de la misma manera que la materia, pero nadie ha podido verificarlo todava.Mientras tanto, el CERN ya ha anunciado un nuevo proyecto para producir antiprotones con las energas ms bajas jams alcanzadas. El proyecto, conocido como ELENA, consiste en un nuevo anillo desacelerador de antiprotones que reducir a un quinto la energa actual de los antiprotones, lo que mejorar notablemente la eficiencia de atrapamiento. Su puesta en marcha est prevista para 2016.Se avecinan unos aos emocionantes con el estudio de la antimateria. Estamos a punto de atravesar el espejo como hizo Alicia y comprobar qu hay al otro lado. Lo que all encontremos puede ayudarnos a entender por qu el Universo se decant por la materia.La creacin de 18 ncleos de antihelio-4 es un hito en la fsica de alta energa. Una de las grandes cuestiones que crean problemas a los cosmlogos y fsicos de partculas es la distribucin de materia y antimateria en el universo. Ciertamente parece que la materia predomina en el cosmos, pero las apariencias pueden engaar. Puede que simplemente vivamos en un rincn del universo que parece estar dominado por la materia.Hoy, encontramos que hay un poco de antimateria extra en nuestro rincn gracias al trabajo de la colaboracin STAR en el RHIC del Laboratorio Nacional Brookhaven en los Estados Unidos.Estos chicos han hecho chocar entre s 109 ncleos de oro a energas de 200 GeV y observaron 18 antincleos de helio-4 en los restos posteriores. Esto es un logro impresionante en todos los estndares como poco sabemos que el antihelio-4 puede existir.Este tipo de impactos crea una burbuja caliente de un nmero ms o menos igual de quarks y anti-quarks, conocida como plasma de quark-glun. ste se enfra formando varias partculas y sus anti-partculas.Por supuesto, cuanto mayor sea la antipartcula, menor es la probabilidad de verla en la realidad. De hecho, cada barin extra en un anti-ncleo hace que sea 1000 veces ms difcil 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 observacin de antihelio-3.Ahora, 40 aos ms tarde, tenemos antihelio-4. (Parece improbable que veamos el siguiente de la lista antilitio-6, en algn momento cercano y, de hecho, el equipo de STAR admite que no puede producirse con la tecnologa actual del colisionador).Lo importante de esta observacin es que el antihelio-4 parece tener origen al ritmo exactamente predicho por la termodinmica. Por lo que, a menos que exista otro mecanismo para crearlo en cantidades mucho mayores, es improbable que veamos una versin de ocurrencia natural, sin importar lo mucho que miremos.Por lo que cualquier observacin de antihelio o incluso antincleos ms pesados en el espacio, indicaran la existencia de una gran cantidad de antimateria por todo el universo, dice la colaboracin STAR.Y, como resultado, tenemos la intencin de mirar. La Lanzadera Espacial Endeavour, con un lanzamiento actualmente planificado para el mes que viene, transporta el Espectrmetro Magntico Alfa a la Estacin Espacial Internacional para, precisamente, esta razn.Alfa est especialmente diseado para buscar partculas de antimateria en los rayos csmicos. Si el antihelio se crea slo mediante los mecanismos conocidos, ser demasiado raro para poner en problemas a Alfa. Pero si el experimento logra siquiera un ligero rastro de antihelio o algo ms pesado, puedes esperar un estallido de inters por parte de los cosmlogos y fsicos de partculas.sta es una de las pocas piezas cientficas genuinamente tiles que estn planificadas para la estacin espacial. Esperemos que todo vaya bien.