En un artículo publicado hoy en la revista Nature, el experimento japonés-europeo ASACUSA en el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) reportó una nueva medida de la masa del antiprotón con una precisión de una parte entre mil millones. Las mediciones precisas de la masa del antiprotón proporcionan una forma importante de investigar la aparente preferencia de la naturaleza de la materia sobre la antimateria.
"Este es un resultado muy satisfactorio", dijo Masaki Hori, un jefe de proyecto en la colaboración ASACUSA. "Esto significa que nuestra medida de masa del antiprotón respecto el electrón es ahora casi tan exacta como la del protón".
Los protones ordinarios constituyen aproximadamente la mitad del mundo que nos rodea, incluidos nosotros mismos. Con tantos protones alrededor sería natural asumir que la masa del protón debe medirse con mayor precisión que la de los antiprotones. Después el resultado de hoy, esto sigue siendo cierto, pero por muy poco. En futuros experimentos, ASACUSA espera mejorar la exactitud de la medición de la masa de los antiprotones mucho mejor que la del protón. Cualquier diferencia entre la masa de protones y antiprotones sería una señal de “nueva física”, lo que indica que las leyes de la naturaleza podría ser diferentes para la materia y la antimateria.
Para que estas medidas, los antiprotones son primero atrapados dentro de átomos de Helio, donde pueden ser "excitados" con un rayo láser. La frecuencia del láser es entonces ajustada hasta que hace que los antiprotones hagan un “salto cuántico” en los átomos, y a partir de esta frecuencia se puede calcular la masa de los antiprotones. Sin embargo, una importante fuente de imprecisión viene del hecho de que los átomos se agitan alrededor, de modo que los que se desplazan hacia y desde el haz experimentan frecuencias ligeramente diferentes.
Un efecto similar es lo que hace que la sirena de una ambulancia acercándose cambia de tono cuando se aleja del receptor del sonido. En su medición anterior en 2006, el experimento ASACUSA utilizó un solo haz láser, y la precisión alcanzada estaba dominada por este efecto. Esta vez se utilizan dos haces moviéndose en direcciones opuestas, con lo que el resultado de la agitación provocada por los dos haces se anula, consiguiendo una precisión cuatro veces mejor.
"Imagine medir el peso de la torre Eiffel", dijo Hori. "La precisión que hemos logrado ahora es aproximadamente equivalente a medirla con tal precisión que dejamos fuera el peso de un gorrión posado en la parte superior. La próxima vez será una pluma"
