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Alquimia del siglo XXI: ¿Cómo la materia se convierte en anti materia?

Gerardo Herrera Corral 29 / Apr / 19
Para entender los principios que gobiernan en el Universo es necesario develar los misterios del anti-mundo

La antimateria sigue siendo un tema que nos intriga, inquieta y fascina. Su  existencia se reveló inesperadamente en la ecuación que buscaba una mejor descripción de la naturaleza microscópica de la materia en los años 30 del siglo pasado. De manera independiente, se le observó en el laboratorio cuando las trazas que dejan las partículas subatómicas en una placa fotográfica mostraron una que parecía ser la huella de un electrón, pero con carga positiva. El nuevo objeto era su antipartícula y recibió el nombre de positrón.

Desde entonces la antimateria ha sido un tema de investigación. Está presente en la ciencia ficción, a veces como sustancia destructiva, y en ocasiones como constituyente de seres extraños en mundos lejanos. Ha sido motivo de especulaciones en la fabricación de bombas destructoras con la que una secta intenta acabar con el Vaticano. Pero más allá de la imaginación desbordada la realidad es que se utiliza en los hospitales cuando los médicos quieren una imagen funcional del cerebro.
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Ilustración de una exploración por tomografía por emisión de positrones – tomografía computada (PET/TC) | Foto: The Journal of Nuclear Medicine

La anti materia se utiliza en los hospitales cuando los médicos quieren una imagen funcional del cerebro.

Sabemos que cuando una partícula se encuentra con su antipartícula ambas se desintegran convirtiendo toda su masa en energía luminosa. La antimateria es idéntica a la materia en sus propiedades generales, pero posee los números cuánticos opuestos y por eso su aniquilación produce un destello de luz.

exoloi.jpgExplosión de anti materia en la película "Ángeles y demonios" | Foto: Especial

Secretos del micromundo

De lo que se habla poco es de la magnífica propiedad natural que algunos objetos tienen de convertirse en antimateria para luego volver a ser materia en una secuencia vertiginosa entre Ser y Anti-ser.

La transformación espontánea de materia en antimateria suena a fantasía, pero es un fenómeno conocido por los físicos que escudriñan el micromundo. 

Desde hace más de 50 años que sabemos de la transmutación natural entre materia y antimateria. No obstante, el espectáculo natural sigue siendo un tema de investigación en primera línea.  

Hay varias partículas subatómicas que sufren transiciones espontáneas entre el mundo y el anti-mundo. Este extraordinario suceso fue visto por primera vez en los años 60 con la partícula subatómica llamada y su antipartícula . Ambas oscilan entre si para ser materia, y luego antimateria en breves instantes que se alternan rápidamente. 
Los —como sus antipartículas los  —  son inestables, se desintegran apresuradamente y, no obstante, mientras viven se convierten en su propia antipartícula para luego volver a ser ellas mismas.

El mismo evento se estudió en partículas y en un experimento se pudo medir que la oscilación entre las partículas de materia llamadas y de antimateria llamadas, ocurre 3 billones de veces por segundo. Hace pocos años que también se pudo ver el efecto en partículas llamadas y su correspondiente antipartícula de manera que son ya cuatro especies del mundo subatómico que presentan este comportamiento.  

Los alquimistas de la edad media soñaron con transmutar los elementos, —algo que ahora es rutinario y que pocas veces llama la atención.

Nunca se hubieran imaginado que un día veríamos cómo la naturaleza cambia, por si sola, una y otra vez, entre la materia que nos forma y la antimateria que nos aniquila.

Autor: Gerardo Herrera Corral
Es profesor titular del Departamento de Física del Centro de Investigación y De Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (CINVESTAV). Es líder del trabajo de los científicos mexicanos en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) del Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN). Es autor de los libros "El Universo, la historia más grande jamás contada" y "El azaroso arte del engaño", entre otros.