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Físicos del CERN desarrollan una nueva forma de crear positronio de larga duración


Físicos de la colaboración AEgIS (experimento de antihidrógeno: gravedad, interferometría, espectroscopia) en el CERN han encontrado una nueva forma de hacer átomos de positronio de larga duración, que consisten en un electrón y un positrón; la antipartícula del electrón, para experimentos de la Gravedad de Antimateria.

El Universo está casi desprovisto de antimateria, y los físicos aún no han descubierto por qué.

Descubrir cualquier ligera diferencia entre el comportamiento de la antimateria y la materia en el campo gravitatorio de la Tierra podría arrojar luz sobre esta cuestión.

Los átomos de positronio son un tipo de átomos de antimateria que se están considerando para probar si la antimateria cae a la misma velocidad que la materia en el campo gravitatorio de la Tierra.

Pero son de corta duración y duran apenas 142 nanosegundos, demasiado poco para realizar un experimento de gravedad de antimateria.

Por lo tanto, los físicos están buscando activamente trucos para hacer fuentes de átomos de positronio que sean capaces de durar más tiempo.

El descubrimiento
En un artículo publicado en la revista Physical Review A, los miembros de la Colaboración AEgIS describieron una nueva forma de hacer positronio de larga duración.

El positronio (Ps) es un sistema cuasiestable formado por un electrón y su antipartícula, el positrón, unidos formando un átomo exótico. La órbita de ambas partículas y los niveles energéticos son similares a los del átomo de hidrógeno (formado por un protón y un electrón). Pero debido a la diferente masa reducida del sistema, las frecuencias asociadas a las líneas espectrales son menos de la mitad que en el hidrógeno.

"Para ser útiles para los experimentos de gravedad de antimateria, una fuente de átomos de positronio necesita producir átomos de larga duración en grandes cantidades, y con velocidades conocidas que pueden ser controladas y no se ven afectadas por perturbaciones como los campos eléctricos y magnéticos", dijeron los investigadores.

"Nuestra nueva fuente cumple todas estas casillas, produciendo unos 80,000 átomos de positronio por minuto que duran 1,140 nanosegundos cada uno y tienen una velocidad conocida, entre 70 y 120 km por segundo, que se puede controlar con una alta precisión (10 km por segundo)".

"El uso de un convertidor especial de positrón a positronio para producir los átomos y un solo destello de luz láser ultravioleta mata dos pájaros de un tiro".

"El láser lleva a los átomos del estado electrónico de menor energía a un estado de mayor energía de larga duración y puede seleccionar, de entre todos los átomos, únicamente aquellos con una cierta velocidad".

Referencia del documento científico:
C. Amsler et al (La Colaboración AEgIS). Producción seleccionada por velocidad de Positronio metaestable 23S . Fis. Rev. A 99, 033405 - Publicado el 5 de marzo de 2019; DOI: 10.1103 / PhysRevA.99.033405

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