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» » Un paso más: Los científicos ayudan a explicar la escasez de antimateria

Por David Tenenbaum, 26 de diciembre 2012

En una importante colaboración de físicos en la Universidad de Wisconsin-Madison, han hecho una medición precisa de esquivas partículas casi sin masa, y obtuvieron un indicio fundamental de por qué el universo está dominado por la materia, y no por su pariente más cercano, la antimateria.

Las partículas llamadas anti-neutrinos se detectaron en el experimento subterráneo Daya Bay, situado cerca de un reactor nuclear en China, a 55 kilómetros al norte de Hong Kong.

Con la medición de anti-neutrinos que hizo en 2012, la colaboración de Daya Bay fue denominada finalista como revelación del año por la revista Science.

Los anti-partículas son las gemelas casi idénticas de las partículas subatómicas (electrones, protones y neutrones) que conforman nuestro mundo. Cuando un electrón se encuentra con un anti-electrón, por ejemplo, ambos se aniquilan en una estallido de energía. Al no ver estas explosiones en el universo los físicos dicen que la anti-materia es sumamente rara y que es la materia ordinaria quien rige el universo actual.

"Al comienzo del tiempo, en el Big Bang, se creó una sopa de partículas y anti-partículas, pero de alguna manera se produjo el desequilibrio", señala Karsten Heeger, profesor de física en la Universidad de Wisconsin-Madison. "Todos los estudios que se han realizado no han encontrado diferencia suficiente entre las partículas y anti-partículas que pudieran explicar el predominio de la materia sobre la antimateria".

Sin embargo, el neutrino, una partícula extremadamente abundante pero casi sin masa, parece tener las propiedades adecuadas, e incluso puede pasar a ser su propia antipartícula, continúa Heeger. "Y es por eso que los físicos han puesto su última esperanza sobre el neutrino para explicar la ausencia de antimateria en el universo."

Heeger y su grupo, de la Universidad de Wisconsin-Madison, han sido los responsables de gran parte del diseño y desarrollo de los detectores de anti-neutrinos en Daya Bay. Jeff Cherwinka, del Laboratorio de Física de la Universidad en Stoughton, Wisconsin, es el ingeniero jefe del experimento, y ha supervisado la mayor parte del conjunto detector y la instalación. La construcción del experimento fue completada este otoño y se inició de toma de datos en octubre, usando el conjunto completo de detectores anti-neutrinos.

Reactores, Heeger dice, son una fuente fértil de anti- neutrinos y medir cómo cambian durante sus vuelos cortos desde el reactor hasta el detector, proporciona una base para el cálculo de una cantidad llamada el "ángulo de mezcla," la probabilidad de transformación de un sabor a otro.

La medición del experimento Daya Bay, fue lanzado en marzo de 2012, incluso antes de que el último conjunto de detectores se instalara, demostrando un ángulo sorprendentemente grande, apunta Heeger. "La gente pensaba que el ángulo podría ser muy pequeño, por lo que construimos un experimento que era 10 veces más sensible del que terminamos necesitando.

"La comunidad ha estado esperando mucho tiempo para este parámetro, que nos será útil en la planificación de experimentos para la próxima década y más allá", explica Heeger, "por tal razón fue reconocido por Science".

Como era de esperar, el mejor avance del año fue la detección del bosón de Higgs, una elusiva partícula subatómica que completa el "zoo de partículas" predicha por el modelo estándar de física. Ese descubrimiento también tuvo una importante participación de físicos de la Universidad de Wisconsin-Madison.


- Imagen 1) piscina experimento Daya Bay . Imagen 2) Karsten Heege. Crédito University of Wisconsin-Madison.
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