Los investigadores de la colaboración ALPHA basada en el CERN han anunciado la primera manipulación de antimateria basada en láser del mundo, aprovechando un sistema láser fabricado en Canadá para enfriar una muestra de antimateria hasta casi el cero absoluto. El logro, detallado en un artículo publicado hoy y que aparece en la portada de la revista Naturaleza , alterará significativamente el panorama de la investigación de la antimateria y hará avanzar la próxima generación de experimentos.

La antimateria es la contraparte de otro mundo de la materia; exhibe características y comportamientos casi idénticos pero tiene carga opuesta. Porque aniquilan al entrar en contacto con la materia, Los átomos de antimateria son excepcionalmente difíciles de crear y controlar en nuestro mundo y nunca antes habían sido manipulados con un láser.

"Los resultados de hoy son la culminación de un programa de años de investigación e ingeniería, realizado en UBC pero con el apoyo de socios de todo el país, "dijo Takamasa Momose, el investigador de la Universidad de Columbia Británica (UBC) con el equipo canadiense de ALPHA (ALPHA-Canadá) que dirigió el desarrollo del láser. "Con esta técnica, podemos abordar misterios de larga data como:'¿Cómo responde la antimateria a la gravedad? ¿Puede la antimateria ayudarnos a comprender las simetrías en física? '. Estas respuestas pueden alterar fundamentalmente nuestra comprensión de nuestro Universo ".

Desde su introducción hace 40 años, La manipulación láser y el enfriamiento de átomos ordinarios han revolucionado la física atómica moderna y han permitido varios experimentos ganadores del Nobel. Los resultados en Naturaleza marca la primera instancia de científicos que aplican estas técnicas a la antimateria.

Al enfriar la antimateria, Los investigadores podrán realizar una variedad de pruebas de precisión para investigar más a fondo las características de la antimateria, incluyendo experimentos que pueden arrojar luz sobre las simetrías fundamentales de nuestro Universo. Estas pruebas podrían ofrecer pistas sobre por qué el Universo está compuesto principalmente de materia y no en partes iguales de materia / antimateria como lo predicen los modelos del Big Bang.

"Fue un sueño un poco loco manipular la antimateria con láser, "dijo Makoto Fujiwara, Portavoz de ALPHA-Canadá, Científico de TRIUMF, y el proponente original de la idea del enfriamiento por láser. "Estoy encantado de que nuestro sueño finalmente se haya hecho realidad como resultado del tremendo trabajo en equipo de científicos canadienses e internacionales".

La manipulación láser de la antimateria también abre la puerta a una variedad de innovaciones físicas de vanguardia. Momose y Fujiwara ahora lideran un nuevo proyecto canadiense, apodado HAICU, desarrollar nuevas técnicas cuánticas para estudios de antimateria. "Mi próximo sueño es hacer una" fuente "de anti-átomos lanzando la antimateria enfriada por láser al espacio libre. Si se realiza, permitiría una clase completamente nueva de mediciones cuánticas que antes eran impensables, "dijo Fujiwara." Además, Estamos un paso más cerca de poder fabricar las primeras moléculas de antimateria del mundo mediante la unión de anti-átomos mediante nuestra tecnología de manipulación láser. "dijo Momose.

Los resultados marcan un momento decisivo para el programa de décadas de investigación de antimateria de ALPHA, que comenzó con la creación y captura de antihidrógeno durante un récord mundial de mil segundos en 2011. La colaboración también brindó un primer vistazo del espectro de antihidrógeno en 2012, establecer barandillas que limitan el efecto de la gravedad sobre la antimateria en 2013, y mostró una contraparte de antimateria para un fenómeno espectroscópico clave en 2020.