La antimateria es una de las sustancias más enigmáticas del universo y no deja de sorprendernos cada semana. Mientras nos seguimos preguntando de dónde viene la antimateria, podemos pensar hacia dónde podemos llevarla. Su naturaleza efímera y su tendencia a aniquilarse al contacto con la materia ordinaria han dificultado su manipulación y estudio detallado. Sin embargo, un reciente avance en el experimento BASE del CERN ha marcado un hito significativo: la posibilidad de transportar antimateria de manera segura y controlada.
Este logro abre nuevas puertas en la investigación científica, puesto que va a permitir estudios más precisos sobre las propiedades de la antimateria y su comparación con la materia. La capacidad de trasladar antiprotones a diferentes instalaciones podría revelar diferencias sutiles entre ambas formas de materia, arrojando luz sobre el misterio de por qué el universo está compuesto predominantemente de materia.
El experimento BASE y su misión
El experimento BASE (Baryon Antibaryon Symmetry Experiment) tiene como objetivo principal medir con alta precisión las propiedades de los antiprotones, las contrapartes de antimateria de los protones. Al comparar estas mediciones con las de los protones, los científicos buscan identificar posibles diferencias que expliquen la asimetría entre materia y antimateria en el universo. Una de las propiedades clave que se estudia es el momento magnético intrínseco de los antiprotones.
Para llevar a cabo estas mediciones, BASE utiliza trampas de Penning, dispositivos que combinan campos eléctricos y magnéticos para confinar partículas cargadas. Sin embargo, las fluctuaciones magnéticas en el entorno del Antiproton Decelerator (AD) del CERN limitan la precisión de las mediciones, lo que ha impulsado la necesidad de trasladar los antiprotones a entornos más estables magnéticamente.
Desarrollo de la trampa transportable BASE-STEP
Para superar las limitaciones impuestas por el entorno del AD, el equipo de BASE ha desarrollado una creativa trampa transportable denominada BASE-STEP. Este dispositivo está diseñado para confinar antiprotones y permitir su traslado a otras instalaciones con condiciones más favorables para mediciones precisas. La trampa es lo suficientemente compacta como para ser transportada en un vehículo y está construida para resistir las vibraciones y movimientos durante el transporte.
El diseño de BASE-STEP incluye un sistema de trampas de Penning dentro de un imán superconductivo, mantenido a temperaturas criogénicas utilizando helio líquido. Este sistema permite almacenar antiprotones durante períodos prolongados, incluso durante el transporte, asegurando así la integridad de las partículas y la precisión de las mediciones.
Prueba exitosa con protones: el primer viaje controlado de antimateria en la Tierra
¿Se puede transportar la antimateria? Estamos a punto de dar una respuesta contundente: sí. Antes de utilizar antiprotones, el equipo de BASE realizó una prueba con protones para validar la eficacia de la trampa transportable. En esta prueba, se cargó la trampa con protones y se transportó a través del sitio principal del CERN. Al finalizar el trayecto, se confirmó que los protones permanecían confinados y estables, demostrando que el sistema puede soportar las condiciones del transporte sin comprometer la integridad de las partículas.
Este éxito con protones es un paso preliminar esencial antes de intentar transportar antiprotones. Dado que los antiprotones son más difíciles de producir y manejar, era fundamental asegurar que la trampa funcionara correctamente con protones antes de avanzar hacia el transporte de antimateria.
A continuación puedes ver el vídeo en el que se produce el traslado de protones. Unas imágenes que son la antesala de un hito crucial: el transporte de antimateria. En una imagen el equipo mostró cómo llegó una señal verde que indicaba que los 70 protones liberados seguían "vivos".
Implicaciones para la investigación futura
La capacidad de transportar antiprotones de manera segura tiene profundas implicaciones para la investigación científica. Permite realizar experimentos en entornos con menor ruido magnético, lo que mejora la precisión de las mediciones. Además, facilita la colaboración entre diferentes instalaciones y abre la posibilidad de estudiar interacciones entre antiprotones y otros tipos de núcleos atómicos.
El equipo mostró cómo llegó una señal verde que indicaba que los 70 protones liberados seguían "vivos".
Por ejemplo, el proyecto PUMA (antiProton Unstable Matter Annihilation) planea utilizar una trampa transportable para llevar antiprotones desde el AD hasta la instalación ISOLDE del CERN. Allí, los antiprotones se utilizarán para estudiar fenómenos nucleares exóticos mediante su interacción con núcleos radiactivos, proporcionando información valiosa sobre la estructura de la materia.
No olvidemos tampoco las impresionantes aplicaciones que tiene la antimateria, como es el diagnostico en el cáncer. Por tanto, su traslado puede suponer un avance colosal.
El siguiente paso: transportar antiprotones
A pesar del éxito inicial, el transporte de antimateria presenta algunos inconvenientes significativos. Uno de los principales es mantener las condiciones criogénicas necesarias para el funcionamiento del imán superconductivo durante todo el trayecto. El helio líquido utilizado para enfriar el sistema tiene una duración limitada, lo que impone restricciones de tiempo para el transporte. Además, cualquier perturbación en el campo magnético durante el traslado podría afectar la estabilidad de las partículas confinadas.
Para mitigar estos riesgos, el equipo de BASE ha implementado medidas como sistemas de amortiguación para reducir las vibraciones y monitoreo constante de las condiciones internas de la trampa durante el transporte. Estas precauciones son esenciales para garantizar que los antiprotones lleguen a su destino en condiciones óptimas para su estudio.
