Un equipo de físicos de la Universidad Northwestern ha logrado lo que hasta ahora parecía ciencia ficción: atrapar un solo positrón, la antipartícula del electrón, y mantenerlo suspendido durante varios meses. El hallazgo, publicado en la revista Physical Review Letters, constituye el primer “ciclotrón cuántico de un solo positrón” y abre la puerta a mediciones de precisión sin precedentes que podrían desafiar los pilares del Modelo Estándar.
Para entender la magnitud del logro, es necesario recordar que la antimateria desaparece al contacto con la materia ordinaria, liberando una explosión de energía. Por ello, aislarla es uno de los retos técnicos más duros de la ciencia moderna. Los investigadores lograron crear el positrón a partir de una fuente radiactiva de sodio‑22, enfriándolo hasta 300 milikelvin, apenas una fracción de grado por encima del cero absoluto, reduciendo su energía en más de diez órdenes de magnitud en cuestión de segundos.
El truco consiste en combinar brevemente el positrón con un electrón para formar un positronio, un átomo exótico neutro. Al no poseer carga eléctrica, el positronio puede atravesar un diminuto orificio de 625 micrómetros y entrar en una trampa magnética. Allí, un intenso campo eléctrico ioniza el átomo y deja al positrón atrapado de forma estable. El proceso es extremadamente lento: cargar un solo positrón lleva entre ocho y once horas, pero una vez conseguido, la partícula permanece dócil y aislada durante meses, lista para ser estudiada.
¿Por qué tanto esfuerzo? El desequilibrio entre materia y antimateria en el universo sigue sin explicación. Según el Modelo Estándar, el Big Bang debió producir cantidades iguales de ambas, pero hoy el cosmos está dominado por materia. Si el factor magnético “g” del positrón resultara distinto al del electrón, se abriría una ventana hacia nueva física, quizá la respuesta a la asimetría cósmica.
En 2023 el mismo grupo midió el factor g del electrón con una precisión de 0,13 partes por billón, mientras que la comparación más exacta con el positrón data de 1987, con 2,1 partes por billón de incertidumbre. El nuevo ciclotrón cuántico podría mejorar la precisión de la medida del positrón hasta 30 veces, acercando la prueba a niveles nunca antes alcanzados.
Aún queda mucho por hacer. La máquina ya funciona, pero la medición de alta precisión todavía no se ha realizado. La comunidad científica espera que, al dominar esta “bestia” tecnológica, se puedan explorar nuevas teorías y, tal vez, acercarse a responder la pregunta fundamental: ¿por qué existimos?
Fuente: Xataka