Antimateria y gravitación

Explicar por qué el universo está formado por materia y no por antimateria (materia cuya carga eléctrica es inversa a la habitual) es uno de los problemas sin resolver de la física contemporánea; porque las observaciones de los astrónomos son concluyentes: las estructuras del cosmos, galaxias, estrellas y planetas están hechas con materia. La antimateria es difícil de observar, y la razón resulta obvia: cualquier átomo de antimateria se aniquila al entrar en contacto con la materia, produciendo energía. Un átomo de hidrógeno, el más sencillo de todos, está formado por un protón con carga eléctrica positiva y un electrón negativo; un átomo de antihidrógeno, en cambio, se compone de un antiprotón (negativo) y de un positrón (electrón positivo). Los primeros átomos de antihidrógeno, producidos en 1995 en el Centro Europeo de Investigaciones Nucleares (CERN) en Ginebra, se aniquilaron casi instantáneamente al tocar a la materia; sin embargo, se han realizado importantes avances: ya se han conseguido átomos de antihidrógeno que han vivido durante más de dieciséis minutos.

Medir la acción de la gravedad sobre la antimateria es un viejo sueño de los físicos; porque si reaccionara de forma diferente a la materia (la mayoría de los científicos opina que eso no sucederá) constituiría una revolución para la ciencia. En la segunda década del presente siglo debería estar acabado el experimento AEGIS (Antimatter Experiment: Gravity, Interferometry, Spectroscopy), que pretende observar el efecto de la gravedad terrestre sobre un átomo de antihidrógeno que cae: la tarea es difícil. A los físicos experimentales les es más fácil manejar, gracias a imanes, una partícula con carga eléctrica que un átomo neutro; por ello utilizan iones de antihidrógeno (un antiprotón asociado con dos positrones); a estos iones, enfriados a diez millonésimas de grado por encima del cero absoluto (menos doscientos setenta y tres grados centígrados) para reducir su movimiento al mínimo, un rayo láser les despoja de su positrón supernumerario; a continuación se mide la velocidad de caída de los átomos de antihidrógeno recién formados. Averiguaríamos, de esta manera, si la materia y la antimateria caen con la misma aceleración de gravedad.

No albergo dudas: si el resultado resultase revolucionario, el precio de la antimateria -se estima en unos sesenta billones de dólares el gramo, la sustancia más cara del mundo- se habría justificado con creces.