{"id":12938,"date":"2020-04-26T19:13:47","date_gmt":"2020-04-26T22:13:47","guid":{"rendered":"http:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/?p=12938"},"modified":"2020-04-26T19:14:05","modified_gmt":"2020-04-26T22:14:05","slug":"un-experimento-explica-por-que-la-materia-sobrevivio-despues-del-big-bang","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/un-experimento-explica-por-que-la-materia-sobrevivio-despues-del-big-bang\/","title":{"rendered":"Un experimento explica por qu\u00e9 la materia sobrevivi\u00f3 despu\u00e9s del Big Bang"},"content":{"rendered":"<p>Una asimetr\u00eda en el comportamiento de los neutrinos podr\u00eda explicar por qu\u00e9 la materia domin\u00f3 a la antimateria, lo que acab\u00f3 permitiendo nuestra existencia.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/228817-kdTE-620x349@abc.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-12939 size-full\" src=\"http:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/228817-kdTE-620x349@abc.jpg\" alt=\"\" width=\"619\" height=\"348\" srcset=\"https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/228817-kdTE-620x349@abc.jpg 619w, https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/228817-kdTE-620x349@abc-300x169.jpg 300w, https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/228817-kdTE-620x349@abc-210x118.jpg 210w\" sizes=\"auto, (max-width: 619px) 100vw, 619px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><em>Interior del detector SuperKamiokande, en Jap\u00f3n, capaz de albergar 50.000 toneladas de agua ultrapura. Las esferas doradas son 13.000 fotosensores &#8211;\u00a0<span class=\"firma\">KAMIOKA OBSERVATORY, ICRR (INSTITUTE FOR COSMIC RAY RESEARCH), THE UNIVERSITY OF TOKYO<\/span><\/em><\/p>\n<p>Una ecuaci\u00f3n escrita en 1928 por el f\u00edsico Paul Dirac cambi\u00f3 nuestra forma de entender el universo. Dicha ecuaci\u00f3n, que combina la mec\u00e1nica cu\u00e1ntica con la relatividad, explica el comportamiento de un electr\u00f3n y tiene dos soluciones: una positiva y otra negativa. A partir de ah\u00ed, Dirac interpret\u00f3 que si exist\u00eda un electr\u00f3n, con carga negativa, tambi\u00e9n deb\u00eda de existir un positr\u00f3n, una part\u00edcula id\u00e9ntica pero con carga positiva. De hecho, sugiri\u00f3 que deb\u00eda existir una antipart\u00edcula para cada part\u00edcula, con cargas opuestas, y as\u00ed naci\u00f3, poco a poco, el concepto de materia y de antimateria.<\/p>\n<p><!--more-->Sabemos que cuando la materia y la antimateria entran en contacto se convierten en energ\u00eda, tal como describe la famosa ecuaci\u00f3n de Einstein (E=mc^2). El fondo c\u00f3smico de microondas, un eco del Big Bang que pueden detectar los telescopios, sugiere que as\u00ed fue durante un tiempo, y que, cuando el universo estaba naciendo, materia y antimateria se aniquilaron. Si ambas hubieran estado distribuidas de la misma forma y en la misma cantidad, hoy no estar\u00edamos aqu\u00ed: el universo estar\u00eda vac\u00edo y solo habr\u00eda radiaci\u00f3n. Por eso, los cient\u00edficos consideran que nuestra existencia se debe a una peque\u00f1a diferencia entre materia y antimateria: parece ser que la segunda se degrad\u00f3 m\u00e1s r\u00e1pido que la primera. Comprender por qu\u00e9 es uno de los misterios m\u00e1s profundos de la F\u00edsica.<\/p>\n<p>Este mi\u00e9rcoles, un estudio publicado en la portada de la revista \u00abNature\u00bb ha dado un paso adelante en la investigaci\u00f3n de este misterio. Un consorcio de 500 cient\u00edficos de 12 instituciones ha sacado a la luz los resultados del experimento T2K (Tokai to Kamioka), un ambicioso proyecto que lanza neutrinos desde la ciudad de Tokai, en Jap\u00f3n, hasta un detector situado en Kamioka, a 295 kil\u00f3metros de distancia. Sus resultados han sugerido que los neutrinos y los antineutrinos no se comportan de la misma forma, lo que indica que estas part\u00edculas podr\u00edan estar detr\u00e1s del desequilibrio entre materia y antimateria que tan misterioso resulta.<\/p>\n<p>Una feliz casualidad<br \/>\n\u00abQue existamos gracias a un peque\u00f1o desequilibrio es realmente una idea muy interesante\u00bb, ha explicado a ABC Thorsten Lux, coautor del trabajo y cient\u00edfico en el Instituto de F\u00edsica de Altas Energ\u00edas (IFAE) en Barcelona. \u00abDesde los a\u00f1os sesenta los f\u00edsicos tratan de comprender los procesos que causan esta asimetr\u00eda. Entonces se observ\u00f3 este efecto en los quarks, los constituyentes de protones y neutrones, pero su contribuci\u00f3n es demasiado peque\u00f1a como para explicar la cantidad de materia en el universo, as\u00ed que se concluy\u00f3 que ten\u00eda que haber otros procesos\u00bb, ha relatado.<\/p>\n<p>Seg\u00fan otros modelos, otra de las opciones es que esta asimetr\u00eda entre materia y antimateria pueda explicarse gracias a los leptones, entre los que est\u00e1n los electrones y los neutrinos. En este sentido, Lux ha subrayado: \u00abNuestro estudio es la primera indicaci\u00f3n fuerte de que este modelo es correcto y que \u00e9sta podr\u00eda ser la contribuci\u00f3n dominante a la asimetr\u00eda materia\/antimateria en el universo\u00bb.<\/p>\n<p>La respuesta, en los fantasmales neutrinos<br \/>\nEsta indicaci\u00f3n procede de los neutrinos. Son part\u00edculas muy ligeras que viajan a la velocidad de la luz y que son generados en el Sol, en supernovas u otras fuentes. A diferencia de otras part\u00edculas, son aut\u00e9nticos proyectiles fantasmales que nos atraviesan sin que nos demos cuenta (en n\u00fameros de billones casa segundo), porque solo muy rara vez interaccionan con los n\u00facleos de los \u00e1tomos (lo hacen a trav\u00e9s de la interacci\u00f3n electrod\u00e9bil, una de las cuatro fundamentales). Por suerte para los cient\u00edficos, cuando los neutrinos interaccionan con los nucleos liberan fotones que los detectores pueden captar.<\/p>\n<p>Estos neutrinos tienen, que se sepa, tres sabores (que se llaman mu\u00f3n, electr\u00f3n y tau), entre los que \u00aboscilan\u00bb a medida que van viajando (descubrir esto fue premiado con el Nobel de F\u00edsica en 2015). Pues bien, los cient\u00edficos estudian estos cambios de sabor tanto en neutrinos como antineutrinos para averiguar si ocurren con la misma probabilidad o no. Si no fuera as\u00ed, obtendr\u00edan un indicio que podr\u00eda ayudar a explicar por qu\u00e9 hoy el universo est\u00e1 compuesto de materia y no de antimateria.<\/p>\n<p>En Jap\u00f3n hay unas instalaciones impresionantes tratando de resolver a esta pregunta. En la ciudad de Tokai, cerca de la costa oriental del Jap\u00f3n, hay un acelerador (el J-PARC) capaz de lanzar un haz de neutrinos, o de antineutrinos, hasta el otro extremo del pa\u00eds, en la ciudad de Kamioka, a 295 kil\u00f3metros de distancia. All\u00ed hay un gigantesco detector de neutrinos, el SuperKamiokande (SuperK), capaz de decirnos c\u00f3mo van cambiando los sabores de estas part\u00edculas y antipart\u00edculas. Este detector consiste en un tanque de 50.000 toneladas de agua ultrapura forrado por 13.000 fotosensores, y situado a un kil\u00f3metro bajo la superficie.<\/p>\n<p>Para producir estos neutrinos, el J-PARC lanza haces de protones contra un blanco de grafito, lo que produce unas part\u00edculas que son encauzadas con imanes, y que acaban decayendo en neutrinos (entre otras cosas). La forma como son producidos facilita que estos oscilen tras recorrer unos 295 kil\u00f3metros, de ah\u00ed la distancia a la que est\u00e1 el detector SuperK.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/kamioka-U308348800271vB-U40574898882DkF-510x150@abc.jpg\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-12940 size-full\" src=\"http:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/kamioka-U308348800271vB-U40574898882DkF-510x150@abc.jpg\" alt=\"\" width=\"510\" height=\"150\" srcset=\"https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/kamioka-U308348800271vB-U40574898882DkF-510x150@abc.jpg 510w, https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/kamioka-U308348800271vB-U40574898882DkF-510x150@abc-300x88.jpg 300w, https:\/\/astroentrerios.com.ar\/web\/wp-content\/uploads\/2020\/04\/kamioka-U308348800271vB-U40574898882DkF-510x150@abc-210x62.jpg 210w\" sizes=\"auto, (max-width: 510px) 100vw, 510px\" \/><\/a><\/p>\n<p style=\"text-align: center;\"><em>Un haz de neutrinos se genera en el acelerador J-Parc, a la derecha, hasta el detector SuperKamiokande, a la izquierda, a 295 km, atravesando el subsuelo<\/em><\/p>\n<p>A pesar de que se generan billones de part\u00edculas por segundo en el haz, las interacciones entre neutrinos y n\u00facleos de \u00e1tomos de agua son tan raras que solo se pueden detectar las colisiones en un pu\u00f1ado de ocasiones. Despu\u00e9s de una d\u00e9cada de trabajo, los investigadores apenas han podido rastrear 90 neutrinos electr\u00f3nicos y 15 antineutrinos electr\u00f3nicos. De ah\u00ed la dificultad de poder sacar conclusiones significativas, a nivel estad\u00edstico.<\/p>\n<p>Por eso, Luis Labarga, coautor del trabajo e investigador en la Universidad Aut\u00f3noma de Madrid (UAM), ha resaltado que en esta ocasi\u00f3n lo m\u00e1s relevante es \u00abhaber visto indicios de que existe un comportamiento distinto entre neutrinos y antineutrinos\u00bb, pero no se ha logrado obtener una evidencia. De hecho, los autores han presentado datos que permiten afirmar que la probabilidad de que lo observado no sea fruto de un error es del 99,73%. Pero todav\u00eda falta m\u00e1s informaci\u00f3n para llegar al nivel de la evidencia, que requiere que esta probabilidad sea del 99,99994%.<\/p>\n<p>La importancia de la asimetr\u00eda<br \/>\nEn todo caso, los resultados \u00abson prometedores\u00bb, seg\u00fan Labarga. Los indicios apuntan a que los neutrinos mu\u00f3nicos cambian de sabor (hacia neutrinos electr\u00f3nicos) a un ritmo mayor de lo que lo hacen los antineutrinos mu\u00f3nicos (a antineutrinos electr\u00f3nicos), y a que esta diferencia es notable.<\/p>\n<p>Estas diferentes tasas de cambio entre sabores, seg\u00fan se trate de neutrinos o antineutrinos, es una violaci\u00f3n de la simetr\u00eda carga-part\u00edcula (CP), un principio por el cual la f\u00edsica de part\u00edculas y antipart\u00edculas deber\u00eda de ser la misma. Sabemos que no es as\u00ed, porque existimos y no hay antimateria, pero ahora hay que averiguar por qu\u00e9 y poder demostrarlo con n\u00fameros. \u00bfQu\u00e9 genera esta violaci\u00f3n de la simetr\u00eda CP?<\/p>\n<p>\u00abLos resultados indican fuertemente que los neutrinos exhiben una violaci\u00f3n CP y que, por tanto, contribuir\u00edan a la asimetr\u00eda entre la materia y la antimateria en el universo\u00bb, ha resumido Thorsten Lux. \u00abSin embargo, es demasiado pronto para concluir que esto baste para explicar toda la asimetr\u00eda. Para esto, hace falta hacer medidas m\u00e1s precisas\u00bb.<\/p>\n<p>Estas medidas m\u00e1s precisas llegar\u00e1n en cinco o seis a\u00f1os, con el permiso del coronavirus. Y en una d\u00e9cada estar\u00e1 listo el detector HyperKamiokande, que podr\u00e1 detectar del orden de 20 veces m\u00e1s de estos \u00abchoques\u00bb entre neutrinos y \u00e1tomos de agua. En paralelo a este, en Estados Unidos se prepara tambi\u00e9n otro detector de pr\u00f3xima generaci\u00f3n, el DUNE. Sin duda, los neutrinos estar\u00e1n en el centro de los focos los pr\u00f3ximos a\u00f1os.<\/p>\n<p>Fuente: ABC<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Una asimetr\u00eda en el comportamiento de los neutrinos podr\u00eda explicar por qu\u00e9 la materia domin\u00f3 a la antimateria, lo que acab\u00f3 permitiendo nuestra existencia. 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