Deuterón: una nueva partícula

Una partícula puede resolver uno de los grandes misterios de la física

Después de los neutrinos llega el deuterón: 

un físico dice que puede explicar el desequilibrio 

entre la materia y la antimateria en el Universo

ABC.ES / MADRID

Día 13/10/2011 - 14.32h

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¿Pueden todas las bolas reunirse en el triángulo?
Es una cuestión de reversión temporal relacionada.

La noticia de que unas partículas llamadas neutrinos pueden ser 

más rápidas que la luz ha convulsionado recientemente el mundo 
de la física. No es la única idea nueva. Bira van Kolck, un físico teórico 
de la Universidad de Arizona, se agarra a otra partícula para plantear 
una nueva hipótesis que, de confirmarse, también haría pedazos el 
modelo estándar de la física, las leyes del mundo que conocemos hasta 
ahora. Los experimentos de Van Kolck señalan que un simple núcleo 
atómico, el deuterón, está relacionado con el misterioso fenómeno de 
la reversión temporal -¿puede el tiempo ir hacia atrás en un nivel 
cuántico?- y puede conducir a la explicación de uno de los mayores 
enigmas del Universo: el desequilibrio entre la materia y la antimateria. 
El estudio aparece publicado en Physical Review Letters.

La mayor parte de lo que los físicos saben sobre el Universo puede ser 
descrito en lo que se llama el modelo estándar de la física de partículas. 
Desarrollado por el premio Nobel Steven Weinberg, ex director de tesis 
de Van Klock, este modelo lo contempla todo, desde las leyes de Newton 
hasta el comportamiento de las partículas subatómicas, lo que se conoce 
como mecánica cuántica. «Sin embargo, hay un problema que el modelo 
estándar no explica», apunta Van Klock.

Y es que según las teorías actuales, por cada partícula de materia que 
existe en el Universo tiene que haber otra de antimateria, con igual 
masa pero con carga eléctrica opuesta. El problema es que cuando 
materia y antimateria entran en contacto, se aniquilan mutuamente. 
Lo cual da lugar a uno de los mayores misterios de la física moderna: 
si durante el Big Bang se generó igual cantidad de materia que de 
antimateria, ¿por qué el Universo parece estar hecho por completo 
de materia ordinaria? ¿Dónde está la antimateria que falta?

Un juego de billar

La explicación, según el científico, puede estar relacionada con 
la violación de un raro fenómeno conocido como reversión temporal.
¿Qué significa exactamente? Van Kolck lo compara con un juego de 
billar. «Supongamos que usted golpea dos bolas una contra otra en 
la mesa. Supongamos que filma la escena, y la reproduce hacia delante 
y al revés. Si no dice nada a la persona que lo está viendo, ésta no sería 
capaz de decir que versión es correcta y cuál está al revés», explica.

Como en la película, el tiempo puede retroceder en las ecuaciones 

nuestro mundo y las ecuaciones todavía cuadran. Por ejemplo, la 

máxima velocidad de nuestro coche son los kilómetros que puede 

recorrer por hora o, para un físico, la distancia dividida por el tiempo. 

Si el tiempo se pone al revés, de manera que se convierte en un número 

negativo, la ecuación todavía funciona porque las magnitudes de la 

velocidad y la distancia permanecen iguales que los científicos que 

describen.  Pero el sentido común nos dice que el tiempo solo va en 

un sentido. Las personas envejecen, no se vuelven más jóvenes. 

«Continuemos con nuestro ejemplo de las bolas de billar -dice 

Van Kolck-, cuando empiezas el juego hay un triángulo de bolas 

en el medio, y alguien dispara una bola al conjunto provocando 

que todas las bolas se dispersen. Si reproducimos la película al 

revés, la mayoría de la gente dirá que no es realista, porque sería 

muy raro todas las bolas colisionaran a la vez formando un triángulo».

«La razón por la que percibimos una dirección preferida tiene que ver 
con el hecho de que es mucho más fácil ir de un estado inicial simple 
que de uno muy complicado», dice Van Kolck. Por lo que el tiempo 
puede ser invertido en las ecuaciones de la física sin afectar al resultado, 
pero los efectos de la inversión del tiempo permanecen imperceptibles 
en nuestra vida cotidiana.

Violación de la simetría

«Hasta la década de 1960, lo físicos pensaban que las leyes de la física 
no cambiaban si el tiempo iba hacia atrás, pero luego se descubrió que 
hay algunos fenómenos en las partículas subatómicas donde parece 
que hay una pequeña violación de esta simetría», recuerda el científico. 
En otras palabras, la versión al revés de la película de las bolas de billar 
sería un poco diferente a la versión hacia delante. No ocurre al mismo 
ritmo. Este fenómeno se conoce como violación de la reversión.

De esta forma, ya no existe el equilibrio y, por ejemplo, el coche no va 
tan rápido si la escena sucede retrocediendo hacia el pasado. Este 
desequilibrio es el que los físicos creen que puede explicar la cantidad 
desigual de la materia y la antimateria en el Universo. Pero Klock cree 
que esa explicación no es suficiente. Aquí es donde recurre al deuterón, 
un núcleo atómico sencillo. Su simplicidad lo convierte en uno de los 
mejores objetos de experimentación en física nuclear. Una propiedad 
de esta partícula, que posee una extraña característica que viola la 
simetría temporal, es la clave. El científico y su equipo han encontrado 
mecanismos de la violación de esta simetría que se corresponden con 
diferentes medidas de momentos magnéticos del deuterón.

Los experimentos con el deuterón probarían las mismas escalas de 
energía que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) en el CERN y 

 podría llevar a descubrir una física completamente diferente.