El Proyecto ALPHA

 

(ES)  (EN)

 

  Página principal

  ALPHA

  La antimateria

  Glosario

  
 

        En esta sección encontrarás respuestas a las siguientes preguntas:

  • ¿Qué es el Proyecto ALPHA?

  • ¿Quiénes lo integran?

  • ¿Qué hace y cómo?

  • ¿Dónde lleva a cabo su investigación?

 

ALPHA es un grupo de investigación internacional cuyo objetivo es producir y atrapar antihidrógeno,  el equivalente al átomo de hidrógeno en la antimateria, para su uso en experimentos destinados a testar algunas de las leyes fundamentales del universo. En la actualidad los grupos de investigación ATHENA (predecesor de ALPHA) y ATRAP (Universidad de Harvard) han conseguido producir antihidrógeno frío. ALPHA y ATRAP concentran ahora sus esfuerzos en el siguiente paso: el almacenamiento del antihidrógeno durante un tiempo suficiente que permita el estudio en detalle de sus propiedades.  

La producción de antihidrógeno conlleva una serie de pasos. En primer lugar es necesario disponer de los dos elementos constituyentes del antihidrógeno: positrones (el equivalente al electrón en la antimateria) y antiprotones (el equivalente al protón en la antimateria).  ALPHA obtiene sus positrones de un tipo especial de sodio radiactivo. La producción de antiprotones, por su parte, requiere la participación de uno de los enormes aceleradores de partículas del CERN y de un dispositivo especial (el AD) capaz de reducir la temperatura de los antiprotones de los miles de millones de grados a que son creados a niveles adecuados para la experimentación.

El segundo paso en la producción de antihidrógeno es el almacenamiento de estas antipartículas constituyentes, lo cuál se consigue mediante el uso de campos eléctricos y magnéticos, ya que las antipartículas están cargadas eléctricamente.

El tercer paso consiste en la combinación de las antipartículas.  Si las condiciones son adecuadas, cuando los antiprotones entran en contacto con los positrones ambos se combinan formando antihidrógeno. Sin embargo, como el antihidrógeno es un átomo de carga neutra, no se puede contener con los mismos campos electromagnéticos que retenían a los positrones y antiprotones. Una vez producido, el antihidrógeno escapa de estas fuerzas y se aniquila al chocar con las paredes del experimento (este es, de hecho, el efecto usado por ATHENA para detectar la producción de antihidrógeno). En la actualidad ALPHA está diseñando un dispositivo (trampa) con el que retener el antihidrógeno.   

El objetivo último de ALPHA es llevar a cabo un estudio espectroscópico del antihidrógeno almacenado (para testar la simetría CPT), usando para ello luz láser de alta resolución. La espectroscopia, una de las técnicas más precisas de la Física contemporánea, consiste en este caso en la medición de la energía de las antipartículas según el espectro de luz que emiten bajo la influencia del láser. Dicho espectro debería ser igual al de los electrones y protones del hidrógeno convencional; un resultado diferente señalaría la existencia de importantes diferencias entre la materia y la antimateria (lo que podría ayudarnos a determinar por qué la segunda apenas existe en nuestro universo). Además, puesto que el átomo de antihidrógeno posee una carga eléctrica neutra, otro de los objetivos de ALPHA es comprobar la influencia de la gravedad sobre la antimateria. En principio ésta debería ser igual a la de la materia, pero dicha hipótesis nunca se ha comprobado empíricamente.

El proyecto ALPHA reúne a investigadores de diversas nacionalidades procedentes de doce instituciones diferentes de Europa, América y Asia. Algunas partes del proyecto se llevan a cabo en las instituciones de origen de los miembros del grupo de investigación. Por ejemplo, el prototipo de la trampa que finalmente almacenará los átomos de antihidrógeno ha sido diseñado y construido en la Universidad de California en Berkeley (con la colaboración del Lawrence Berkeley National Laboratory). El proyecto principal de ALPHA se lleva a cabo en el CERN y es posible gracias a la financiación de numerosas instituciones.