El experimento ALPHA, protagonista del próximo coloquio del IFIC
Las partículas con carga, si esa carga está conservada, tienen antipartículas. Es una consecuencia directa de la relatividad especial y los principios de la mecánica cuántica. La antimateria es una vieja conocida en la física de altas energías, en la que se trabaja con antipartículas de forma rutinaria. Sus propiedades en ese contexto están bien estudiadas: modos de desintegración, estados ligados de interacción fuerte y ángulos de mezcla son conocidos cada vez con mayor precisión. En cambio, otras propiedades que podemos estudiar de forma fácil –incluso trivialmente– para la materia han sido poco exploradas para la antimateria. La razón es sencilla: vivimos en un mundo de materia en el que hay pocas antipartículas, y las pocas que hay son rápidamente destruidas.
El experimento ALPHA del CERN ha sido diseñado para empezar a cubrir algunas de esas carencias. Su objetivo es establecer un mecanismo experimental para producir átomos de antihidrógeno y estudiar sus propiedades espectrales y cinemáticas. Los átomos son estados ligados electromagnéticos de baja energía, y como tales caen fuera del ámbito de la física de partículas y están prácticamente ausentes de los experimentos de altas energías. Hasta el momento ALPHA ha logrado, por ejemplo, confinar los átomos de antihidrógeno en una trampa magnética, observar en ellos la transición Lyman-α, y más recientemente ha estudiado la caída libre de estos átomos en el campo gravitatorio terrestre.
El estudio del antihidrógeno es interesante por cuanto nos permite asomarnos a un régimen, el de la antimateria a bajas temperaturas, hasta ahora inexplorado. El Modelo Estándar predice que sólo las interacciones débiles permiten distinguir partículas y antipartículas, así que las propiedades electromagnéticas y gravitatorias de la antimateria deberían ser exactamente idénticas a las de la materia. Experimentos como ALPHA permiten poner a prueba estas predicciones.
En el próximo coloquio del IFIC, el profesor Jeffrey Hangst repasará las técnicas necesarias para crear, enfriar y manipular átomos de antimateria, así como los principales hitos de la colaboración ALPHA en los últimos quince años. El coloquio tendrá lugar el jueves 9 de mayo a las 12:30, en el salón de actos del Parc Científic, y se podrá seguir también online.
El profesor Hangst es el portavoz de la colaboración ALPHA y es profesor en la Universidad de Aarhus. Ha dedicado su carrera al desarrollo de técnicas para enfriar y manipular haces de átomos e iones, empezando a trabajar con átomos de antimateria en el experimento ATHENA a principios del siglo XXI. Fue fundador de ALPHA y ha estado presente en todos los hitos del experimento, incluyendo el primer confinamiento de antihidrógeno en el año 2010 y los primeros estudios espectroscópicos en 2016. Por su trabajo con átomos fríos de antimateria ha recibido el premio John Dawson de la American Physical Society en 2011 y la medalla Ångström en 2013. Es también miembro de la Real Academia Danesa de Ciencias y Letras.
Podéis encontrar más información sobre el coloquio en Indico, donde también encontraréis el enlace para seguirlo a través de internet:
