antimateria-el-otro-lado-del-espejo

En el Experimento Antiprotón de Células (ACE, Antiproton Cell Experiment) del Desacelerador deAntiprotones (AD) del CERN, un antiprotón aniquila un protón en el núcleo de una célula cancerígenaproduciendo un par de rayos gamma, destruyendo la célula.blema de esta técnica, además de ser muypoco eficiente, es que el antihidrógeno sefabrica a velocidades cercanas a las de laluz, por lo que no había ninguna posibilidadde estudiar sus propiedades antes deque los antiátomos desaparecieran.A principios de la década de 2000, elexperimento ATHENA del CERN producíapor separado positrones —a partir dediversas sustancias radiactivas, como elflúor o el sodio— y antiprotones —en losaceleradores de partículas—. Como losátomos de antihidrógeno no se puedenenfriar de la manera convencional —porejemplo, con helio líquido— porque seaniquilarían al entrar en contacto conél, deben crearse ya con poca energía, ocomo dicen los físicos, fríos. Y su energíadepende principalmente de la energíade los antiprotones incidentes, pues sonmucho más masivos que los positrones.Cuanto más fríos estén los antiprotones (esdecir, cuanto más lentos sean), más fácilserá luego crear y capturar los átomos deantihidrógeno.Con esta idea se construyó el llamadoDesacelerador de Antiprotones (AD, porsus siglas en inglés), un anillo en el quese colocaban diversas láminas llamadasdegradadores. Los antiprotones se hacíangirar por el anillo y chocar con los átomosde las láminas; los que no se aniquilaban,se frenaban a un 10% de su velocidadinicial.Los antiprotones que salían del ADse mezclaban con los positrones en unas“botellas” electromagnéticas llamadastrampas de Penning. Estas trampas sonrecipientes de donde se extrae por bombeoFoto: © M. Brice; C. Lee / CERNtodo el aire del interior y se rodean conhelio líquido, el cual se mantiene a unatemperatura de apenas 4 kelvin (-269º C).En el núcleo de la trampa se crean camposelectromagnéticos que facilitan la uniónEs cierto que la antimateria escasea ennuestro universo, pero eso no significaque sea algo tan raro y exótico comopueda parecer. Los físicos crean y destruyenantipartículas a diario desde hacedécadas. Y en los hospitales se utilizala antimateria en una técnica de imagenmédica muy importante: la llamada tomografíapor emisión de positrones (PET, porsus siglas en inglés).de las antipartículas y, al mismo tiempo,impiden que entren en contacto con lasparedes de la trampa.Gracias a los antiprotones fríos y a latrampa de Penning, el equipo ATHENAconsiguió en 2002 crear átomos de antihidrógenodurante sólo unos microsegundos.Fue tan breve porque al formarse elátomo de antihidrógeno, la carga de unaantipartícula compensa la de la otra y,como ocurre con el átomo de hidrógenocotidiano, su carga eléctrica total es cero.Sin carga, los campos eléctricos y magnéticosdel interior de la botella ya no tienenefecto sobre él y se escapa, perdiéndosepara siempre. Las trampas de Penningson muy útiles a la hora de crear átomosde antihidrógeno, pero no sirven paratenerlos quietos.La trampa dentro de la trampaHabía que pensar en otra estrategia paraatrapar los átomos de antihidrógeno. ConLa antimateria en nuestra vida diariaLa tomografía es una técnica quepermite tomar imágenes del cuerpo encortes. En el caso de la PET se consiguegracias a la radiactividad de determinadoselementos, que emiten positronesde manera natural; el más utilizado esel flúor-18. Estos elementos radiactivostienen una vida media corta, de unos 10minutos, lo que significa que transcurridoese tiempo la cantidad de dicho elementose reduce a la mitad. La muestra radiactivase introduce en el cuerpo del paciente,normalmente por vía intravenosa u oral,y se espera a que se acumule en el áreade interés. Los positrones que emite continuamentese encuentran enseguida conlos electrones de los átomos de nuestrocuerpo, explotando en dos fotones de altaenergía, que son emitidos en direccionesopuestas, de acuerdo con las leyes dela física.Alrededor del paciente se disponen losdetectores en forma de anillo, que soncapaces de medir el tiempo de llegadade los fotones y su dirección. Cuando sedetectan dos fotones que llegan ala vez desde direcciones opuestas,sabemos que se ha producidouna aniquilación electrón-positrón.Estos fotones detectados se conviertenen señales eléctricas yla información que se obtienepermite construir una imagen porsecciones.La PET es una técnica diagnósticamuy útil porque también detecta regionesde alta actividad química. Cuando elmetabolismo de una zona aumenta —porejemplo, en un tumor—, la concentraciónde sustancias químicas también aumenta,y con ella la densidad de electrones.Por tanto, las aniquilaciones serán másnumerosas en esta zona que en otra debaja actividad metabólica. En definitiva,la PET no sólo proporciona imágenes,sino que permite visualizar procesosbiológicos como el flujo sanguíneo, elmetabolismo y los receptores neuronales.De todo ello se están beneficiandodiversas áreas de la medicina.¿cómoves?13