En Japón se lleva a cabo un fascinante experimento llamado T2K, para el que ha sido necesario construir dos complejas instalaciones separadas por 295 kilómetros de distancia. En ellas se estudia una de las partículas más enigmáticas del universo: los neutrinos. Y también los antineutrinos porque cada partícula tiene su antipartícula en el universo. En Tokai, una aldea de la costa este, se encuentra el Acelerador de Protones de Japón (J-PARC) mientras que en Kamioka, cerca de la otra costa de Japón, se ha construido bajo una montaña el detector Super-Kamiokande.

Un poco menos de misterio

Gracias a una nuevo descubrimiento publicado esta semana en la revista Nature, hoy podemos decir que los escurridizos neutrinos son un poco menos misteriosos. El equipo formado por medio millar de científicos de 12 países, entre ellos España, ha revelado una propiedad básica de estas partículas que no se había medido hasta ahora. Un avance que, según aseguran, supone un paso importante para determinar si los neutrinos se comportan de manera diferente en sus formas de materia y antimateria, y que en definitiva, les ayuda a entender cómo se formó y evolucionó el universo porque ofrece una pista importante para esclarecer por qué la materia se impuso a la antimateria.

¿Qué es la “antimateria”?

«Toda la materia que podemos tocar es materia, y está formada por protones, neutrones y electrones. La antimateria se produce a nivel del núcleo, no forma parte de lo que vemos, y se crea y se destruye constantemente», explica en conversación telefónica Anselmo Cervera, investigador del Instituto de Física Corpuscular (IFIC-CSIC/Universitat de València) y uno de los autores de este trabajo que ocupa esta semana la portada de la prestigiosa revista. Los científicos no pueden determinar qué proporción de materia y de antimateria hay en la composición del universo pero sí saben que hay muy poca antimateria. La antimateria está constituida de antipartículas, que son opuestas a las partículas que conforman la materia normal.

Carga y paridad

La mayor parte de los fenómenos físicos de la naturaleza se describen con leyes que contemplan un comportamiento simétrico para la materia y la antimateria. Los físicos lo llaman simetría carga-paridad (o simetría CP). Según la teoría del Big Bang, el universo se creó con cantidades idénticas de materia y antimateria. Sin embargo, esa simetría no es universal pues, como dice Cervera, en la composición actual del universo el contenido de antimateria es muy pequeño. Y para que esto sea explicable, tiene que existir una violación de esa simetría carga-paridad. Lo que recientemente describen en Nature es una prueba que respaldaría que existe esa violación o asimetría, en concreto en las oscilaciones (transformaciones) de neutrinos, que se manifestaría como una diferencia en la probabilidad de oscilación para neutrinos y antineutrinos.

Los neutrinos

«La simetría carga-paridad es una simetría de la naturaleza que casi toda la física obedece, pero se viola en algunos casos. Esta simetría te dice si la materia y la antimateria se comportan igual», afirma Cervera, que como el resto de los miembros del consorcio T2K, investiga desde su casa debido a la pandemia de coronavirus. Tal y como explican los autores de este trabajo, «hasta ahora la violación de la simetría CP sólo se había observado en la física de unas partículas subatómicas llamadas quarks, pero la magnitud de esta violación no es lo suficientemente grande como para explicar la composición del universo actual». Por eso se habían fijado en los neutrinos. Se pensaba que descubrir la asimetría en las propiedades físicas de los neutrinos y los antineutrinos podría ayudar a entender el origen de esa prevalencia de la materia sobre la antimateria en el universo actual.

Fuente: El Mundo