Ejemplo de imágenes sin procesar del detector para operaciones de partículas idénticas con detección de antiprotones (izquierda) y detección de electrones (derecha). Crédito:Springer
Un equipo internacional de físicos que estudian la antimateria ha obtenido ahora una forma mejorada de comprimir espacialmente un estado de materia llamado plasma no neutro. que se compone de un tipo de partículas de antimateria, llamados antiprotones, atrapado junto con partículas de materia, como electrones. La nueva solución de compresión, que se basa en rotar el plasma en una cavidad atrapada usando fuerzas centrífugas como una centrifugadora de ensaladas, es más eficaz que todos los enfoques anteriores.
En este estudio publicado en EPJ D , el equipo muestra que, en condiciones específicas, una compresión de diez veces el tamaño de la nube de antiprotones, hasta un radio de solo 0,17 milímetros, es posible. Estos hallazgos se pueden aplicar en el campo de la investigación de antimateria de baja energía, trampas de partículas cargadas y física del plasma. Más lejos, este trabajo es parte de un proyecto de investigación más grande, llamado AEgIS, cuyo objetivo es lograr la primera medición directa del efecto gravitacional sobre un sistema de antimateria. El objetivo final del proyecto, que se persigue en el CERN, el Laboratorio de Física de Partículas en Ginebra, Suiza y, consiste en medir la aceleración de la antimateria, es decir, el antihidrógeno, debido a la gravedad de la Tierra con una precisión del 1%.
En este estudio, los autores utilizan un método de manipulación de plasma llamado pared giratoria, que han optimizado. Emplean campos eléctricos especialmente diseñados, cambiando en el tiempo y el espacio dentro del volumen de la trampa, para inducir la modificación de la frecuencia de rotación. Debido a la fuerza centrífuga resultante, el plasma gira más rápido y se comprime.
Específicamente, la proporción de antiprotones atrapados bajo compresión es inicialmente inferior al 0,1% de los electrones. Durante el procedimiento, el número de electrones se reduce para maximizar la compresión. Para hacerlo los antiprotones y electrones atrapados en el mismo volumen giran alrededor del eje de la trampa. Curiosamente, para un número dado de partículas, cuanto más rápida sea la rotación, cuanto mayor se vuelve su densidad espacial a medida que el radio del plasma continúa reduciéndose.