Asimetría de bariones para niños
El problema de la asimetría de bariones en la física se refiere a un gran misterio: ¿por qué hay mucha más materia que antimateria en el universo visible? Imagina que el Big Bang, el gran inicio de nuestro universo, debería haber creado cantidades iguales de materia (de lo que estamos hechos nosotros, las estrellas y los planetas) y antimateria. Sin embargo, no es así.
Ni el modelo estándar de física de partículas (que describe las partículas más pequeñas y sus fuerzas), ni la relatividad general (la teoría de la gravedad de Einstein) pueden explicar por qué existe este desequilibrio. Es como si el universo tuviera una preferencia por la materia. Esto sugiere que algunas leyes de la física podrían haber actuado de forma diferente para la materia y la antimateria en los primeros momentos del universo. Hay varias ideas para explicar este desequilibrio, un proceso llamado bariogénesis, pero aún no hay una teoría completa que lo resuelva.
Contenido
¿Cómo se explica la asimetría de bariones?
Pequeñas diferencias en el comportamiento de las partículas
Una de las ideas principales para explicar la asimetría de bariones es que el modelo estándar de física de partículas permite que algunas reacciones (especialmente las relacionadas con la fuerza nuclear débil) ocurran de manera ligeramente diferente para la materia que para la antimateria. Esto se conoce como "violación CP" de la simetría.
Esta pequeña diferencia podría haber permitido que se produjera más materia que antimateria justo después del Big Bang. Sin embargo, los científicos aún no tienen un acuerdo total sobre esto, y no hay pruebas experimentales directas de que la materia y la antimateria se creen a ritmos diferentes.
¿Existen regiones con más antimateria?
Otra idea es que quizás existan regiones en el universo donde la antimateria sea la que domine, y que estas regiones estén muy lejos de las nuestras, donde domina la materia. Si esto fuera cierto, el problema no sería que se creó más materia, sino que la materia y la antimateria se separaron.
Los átomos de antimateria serían muy parecidos a los de materia a grandes distancias, ya que ambos emiten fotones (partículas de luz) de la misma manera. Solo en el límite entre una región de materia y una de antimateria se podría detectar la antimateria. Esto ocurriría porque la materia y la antimateria se aniquilarían al tocarse, produciendo radiación gamma (un tipo de energía muy potente).
Los científicos han buscado estas "fronteras" de aniquilación durante unos 30 años, pero no han encontrado ninguna. Esto significa que, si existen, deben estar increíblemente lejos. Por eso, se considera muy poco probable que haya regiones grandes de antimateria en el universo que podemos observar.
Un proyecto científico importante, el Espectrómetro Magnético Alpha, está diseñado para ayudar a detectar si existen estas regiones dominadas por antimateria.
También es posible que estas regiones de antimateria existan, pero fuera del universo que podemos observar. Algunas teorías, como la de la inflación cósmica, sugieren que podría haber más universo del que la luz ha tenido tiempo de alcanzarnos. Si es así, las fronteras de materia y antimateria podrían estar "en camino" hacia la Tierra, pero aún no las hemos visto.
Otra idea es que la antimateria podría repeler a la materia en lugar de atraerla por gravedad. Esto evitaría que se aniquilaran y las haría difíciles de detectar. Sin embargo, esta idea choca con la relatividad general de Einstein, que dice que la gravedad siempre es atractiva, tanto para la materia como para la antimateria. La mayoría de los científicos creen que la materia y la antimateria se atraen mutuamente por gravedad.
El momento dipolar eléctrico
La presencia de un momento dipolar eléctrico (EDM) en cualquier partícula fundamental significaría que la materia y la antimateria podrían descomponerse a velocidades diferentes. Esto podría llevar a la asimetría que observamos hoy.
Actualmente, se están realizando varios experimentos para medir el EDM de diferentes partículas. Hasta ahora, todas las mediciones han mostrado que no hay un momento dipolar eléctrico detectable. Sin embargo, estos resultados son muy importantes porque ponen límites estrictos a cuánto pueden diferir la materia y la antimateria en los modelos físicos. La medición más reciente del EDM de un electrón se publicó en 2011 por un grupo del Imperial College London.
Véase también
En inglés: Baryon asymmetry Facts for Kids
- Bariogénesis
- Violación CP
- Problemas no resueltos de la física
