En el corazón del CERN, el experimento ALPHA ha logrado un hito inesperado: multiplicar por ocho la producción de átomos de antihidrogeno, una forma de antimateria fundamental para entender el universo. Gracias a una nueva técnica de enfriamiento de positrones, los científicos han conseguido generar más de 15.000 átomos de antihidrogeno en solo unas horas. Lo que antes tomaba semanas, ahora puede realizarse durante una noche de trabajo.
La clave está en el frío
Producir antihidrogeno no es tarea sencilla. Se trata de combinar dos antipartículas: antiprotones y positrones, en condiciones controladas que les permitan formar átomos estables. Históricamente, uno de los mayores desafíos ha sido lograr que ambas nubes de antipartículas estén suficientemente frías como para fusionarse de manera eficiente.
El nuevo enfoque utilizado por ALPHA consiste en un proceso llamado enfriamiento simpático, en el que se introduce una nube de iones de berilio enfriados con láser dentro de una trampa electromagnética, conocida como trampa de Penning. Los positrones, que han sido recolectados a partir de sodio radiactivo, interactúan con estos iones fríos y pierden energía, alcanzando temperaturas cercanas a los -266 °C, solo unos pocos grados por encima del cero absoluto.
Esa caída drástica de temperatura facilita la unión entre positrones y antiprotones, aumentando significativamente la eficiencia del proceso. Para ilustrarlo con una imagen cotidiana, es como si antes intentáramos juntar gotas de agua en ebullición, y ahora trabajáramos con hielo que se derrite poco a poco y se une sin resistencia.
De semanas a horas: una transformación en la investigación
Este nuevo procedimiento no solo permite crear antimateria más rápidamente, sino también en mayor cantidad y con mejor control. Mientras que en experimentos anteriores se necesitaban hasta diez semanas para acumular 16.000 átomos de antihidrogeno, ahora pueden obtenerse 15.000 en menos de siete horas. Esta mejora radical no es solo una cuestión de eficiencia técnica: abre la puerta a experimentos más frecuentes, detallados y precisos.
Niels Madsen, subportavoz del proyecto y responsable del sistema de enfriamiento, lo resume claramente: ahora es posible preparar una muestra de antimateria durante la noche y estudiar su espectro al día siguiente. En ciencia de frontera, donde cada dato cuesta tiempo y esfuerzo, esta capacidad de respuesta rápida representa un cambio de paradigma.
Más antimateria, más preguntas respondidas
Durante los ciclos experimentales de 2023 y 2024, el equipo de ALPHA produjo más de dos millones de átomos de antihidrogeno utilizando esta metodología. Esta abundancia sin precedentes está permitiendo avanzar en investigaciones que antes parecían inalcanzables, como estudiar cómo afecta la gravedad a la antimateria. Esta cuestión es central para entender si la antimateria se comporta de forma simétrica a la materia, o si existen diferencias fundamentales que podrían explicar por qué el universo observable está dominado por materia.
El experimento ALPHA-g, una extensión del proyecto original, está diseñado específicamente para este fin. Gracias al nuevo método de producción, ahora se puede disponer de antimateria suficiente para realizar pruebas repetidas que validen o descarten teorías con un margen de error cada vez más pequeño.
Ciencia ficción convertida en realidad
Jeffrey Hangst, portavoz del experimento, destacó que hace una década estas cifras parecían pura ciencia ficción. El avance no es solo cuantitativo; también es cualitativo. Tener acceso constante a un suministro abundante de antihidrogeno permite rediseñar los experimentos con mayor ambición, abordar nuevas preguntas y mejorar la precisión de las mediciones.
En este contexto, el ALPHA se consolida como una de las iniciativas más avanzadas del mundo en el estudio de la antimateria, y el CERN como el epicentro de una ciencia que está cruzando límites impensables hace solo unos años.
Un futuro prometedor para la física fundamental
El logro reciente de ALPHA representa mucho más que un triunfo técnico. Marca una nueva etapa en la que la antimateria deja de ser una rareza de laboratorio para convertirse en un objeto de estudio sistemático, casi rutinario. Esto cambia las reglas del juego y podría abrir vías hacia descubrimientos que desafíen nuestro entendimiento actual de la física.
Por el momento, no se trata de aplicaciones tecnológicas inmediatas, sino de conocimiento puro, ese que luego se transforma, con el paso del tiempo, en nuevas formas de ver y actuar sobre el mundo. La posibilidad de producir antimateria de forma eficaz y repetitiva podría, en un futuro, alimentar conceptos como los viajes espaciales con propulsión basada en antimateria o sistemas de energía extraordinariamente eficientes, aunque estas ideas aún pertenezcan al terreno de lo teórico.
Lo que está claro es que, con cada nuevo experimento, nos acercamos un poco más a entender el misterio de por qué existe el universo tal y como lo conocemos.
☞ El artículo completo original de Natalia Polo lo puedes ver aquí