Un equipo de Northwestern logra atrapar y conservar un positrón durante meses

Un equipo de físicos de la Universidad de Northwestern ha logrado, por primera vez, atrapar un único positrón y mantenerlo suspendido durante meses, un hito que podría redefinir la comprensión de la antimateria.

El desafío de la antimateria

La antimateria se destruye al tocarla con materia ordinaria, liberando energía. Mantenerla aislada ha sido uno de los mayores retos técnicos de la ciencia moderna. Sin embargo, el nuevo experimento ha superado esa barrera, creando lo que los investigadores llaman un “ciclotrón cuántico de un solo positrón”.

Cómo se captura el positrón

El positrón se produce a partir de una fuente radiactiva de sodio‑22 y se enfría a 300 milikelvin, apenas por encima del cero absoluto. Luego se introduce en una trampa magnética mediante la formación de positronio, un átomo exótico neutro. Este átomo atraviesa un orificio de 625 micrómetros y, en la trampa, un intenso campo eléctrico ioniza el átomo, dejando el positrón atrapado. El proceso completo lleva entre ocho y once horas, pero una vez conseguido, la partícula permanece suspendida durante meses.

Impulsando la precisión del factor g

El Modelo Estándar predice que el electrón y el positrón deben ser reflejos perfectos, con la misma masa y un momento magnético, el factor g, idénticos pero de signo opuesto. En 2023, el mismo equipo midió el factor g del electrón con una precisión de 0,13 partes por billón. El récord de comparación entre electrón y positrón, establecido en 1987, era de 2,1 partes por billón. Con el nuevo ciclotrón, los investigadores estiman que la precisión de la medida del positrón podría mejorar unas 30 veces.

Motivaciones y perspectivas

La razón de este esfuerzo radica en la pregunta fundamental de por qué el universo está compuesto casi exclusivamente de materia. Si el electrón y el positrón no fueran exactamente iguales, esto indicaría una ruptura de la simetría que el Big Bang habría creado. Gerarld Gabrielse, líder de la investigación, afirma que “si resulta que no son iguales, ese sería el mayor descubrimiento en física del último siglo”.

El equipo ha publicado sus hallazgos en la revista Physical Review Letters, y aunque la máquina funciona, aún no se dispone de la medida de alta precisión del positrón. Una vez controlada la trampa, se abrirá la posibilidad de explorar nuevas respuestas a las grandes preguntas sobre la materia y la antimateria.