La noticia es, de por sí, espectacular. Un equipo de científicos del prestigioso CERN, el famoso Laboratorio Europeo de Física de Partículas Elementales, acaba de anunciar que por primera vez en la historia se ha logrado observar de forma directa la asimetría materia-antimateria en una partícula subatómica. El logro, anunciado este miércoles en la revista ‘Nature’, ya está cosechando grandes aplausos entre la comunidad científica, tanto por la importancia del resultado en sí como por sus aplicaciones en futuros estudios. ¿Pero qué es exactamente la asimetría materia-antimateria? ¿Por qué es tan importante haberla observado en una partícula subatómica? ¿Y qué implicaciones podría tener, en un futuro, este hallazgo? Estas son algunas claves para entender la que, quizás, sea una de las grandes noticias científicas del año.
Como ocurre con todos los temas complejos, para entender las implicaciones de esta noticia hay que remontarse atrás en el tiempo. En este caso, hasta el mismísimo Big Bang. Sabemos que, en los primeros instantes del universo, materia y antimateria fueron creadas en cantidades prácticamente iguales. Poco después, ambas comenzaron a aniquilarse mutuamente, liberando enormes cantidades de energía. Sin embargo, por motivos que aún no comprendemos del todo, quedó un pequeñísimo exceso de materia. Ese diminuto desequilibrio permitió que existiera el universo tal y como lo conocemos: con galaxias, estrellas, planetas… y nosotros. ¿Pero qué pasó con la antimateria? ¿Por qué todo lo que nos rodea está hecho solo de materia? ¿Si ambos elementos surgieron por igual, por qué hoy prácticamente no queda rastro de antimateria?
Toda nuestra existencia, desde los átomos que forman nuestro cuerpo hasta las galaxias más lejanas, depende de ese pequeño desequilibrio entre materia y antimateria que ocurrió tras el Big Bang. Así que la gran pregunta que lleva décadas rondando en centros de investigación de todo el mundo es, ¿qué causó exactamente ese desequilibrio? Una posible explicación es un fenómeno conocido como violación de simetría de carga y paridad que, para que nos entendamos, significa que las leyes de la física no se comportan exactamente igual cuando se intercambian partículas por sus antipartículas y se reflejan como en un espejo. Aunque la diferencia es minúscula, este proceso podría haber sido suficiente para que sobreviviera más materia que antimateria tras las primeras colisiones del universo. Y es ahí donde surge la noticia, pues por primera vez se ha observado de forma directa una violación de esta simetría en una partícula subatómica.
En este trabajo, el experimento LHCb del CERN ha logrado por primera vez observar directamente una violación de este principio en bariones, es decir, una diferencia de comportamiento entre una partícula subatómica (el barión Lambda_b) y su respectiva antipartícula al desintegrarse. Esta asimetría, predicha por el Modelo Estándar pero nunca antes confirmada en este tipo de partículas formadas por tres quarks, constituye un hallazgo pionero, ya que, según explican los expertos, los bariones son precisamente los bloques fundamentales de la materia común del universo. Aunque esta observación no resuelve por sí sola el misterio del desequilibrio materia-antimateria, los especialistas afirman que abre nuevas vías para explorar fenómenos que podrían estar más allá de la física conocida.
Expertos en física de partículas destacan la relevancia de este hallazgo como un paso clave en la comprensión del universo. Según explica Pilar Hernández, catedrática de Física Teórica en la Universitat de València, se trata de “la primera vez que se observa una asimetría en el comportamiento de un tipo de barión y su antipartícula” algo predicho pero hasta ahora no observado. Nuria Rius, directora del Instituto de Física Corpuscular (IFIC), lo califica de “resultado pionero” que confirma las predicciones del Modelo Estándar y abre la puerta a nuevas mediciones más precisas que podrían revelar física aún desconocida. Para el profesor Javier Fernández Menéndez, el estudio supone “un pasito más en el largo camino de la ciencia” y “aborda una de las grandes preguntas: por qué estamos hechos de materia y no de antimateria“, comenta el especialista en declaraciones al Science Media Centre España (SMC).
Aunque todo esto pueda parecer algo lejano y abstracto, los avances en física teórica como el logrado en este trabajo han dado lugar, directa o indirectamente, a avances científicos con aplicaciones muy concretas en nuestro día a día. La tecnología desarrollada en experimentos como el del CERN ha permitido, por ejemplo, la creación de herramientas médicas como la tomografía por emisión de positrones (PET) o la terapia con protones para tratar el cáncer, además de mejorar sistemas de detección en seguridad y de monitoreo ambiental. También ha revolucionado el tratamiento masivo de datos, dando origen a tecnologías como la web. Y más allá de lo práctico, estos trabajos alimentan otros campos científicos como la astrofísica y nos acercan a responder preguntas esenciales sobre el origen y la evolución del universo y, esencialmente, sobre qué lugar ocupamos en el cosmos.
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