Lituus en twitter: ¿Sabremos pronto porque estamos hechos de materia en lugar de antimateria, o porque somos como somos?

Nosotros y el universo observable estamos hechos de materia en lugar de antimateria.
Todavía la Fisica no es capaz de explicar el porqué es así. Deberia haber simetría entre materia y antimateria o no deberíamos estar aquí después del Big Bang.

En Física el Modelo Estándar de Fisica de Partículas es una teoría consistente que describe correctamente las interacciones fundamentales de las partículas que constituyen la materia. Incluye las interacciones fundamentales de la naturaleza, excepto la gravedad, habiendo hasta la fecha superado pruebas y predicciones en experimentos en laboratorio y observaciones.

La fuerza electromagnética: Transmitida por fotones. La sufren todas las partículas con carga eléctrica.
La fuerza nuclear débil: Responsable, por ejemplo, de la desintegración ß.
La fuerza nuclear fuerte: Actúa entre quarks y es la responsable de que éstos permanezcan unidos formando nucleones, así como de que los nucleones no se dispersen en los núcleos atómicos.

Para ser realmente una teoría completa le falta completar tres aspectos que no explica:

i) Precisa del cálculo o medida al margen de la Teoría de muchas
constantes físicas fundamentales o parámetros libres.

ii) No es capaz de describir la fuerza de la gravedad. Es capaz de describir tres interacciones fundamentales, fuerte, débil y electromagnética. Pero no como se ha dicho la interacción gravitatoria.

iii)El Modelo Estándar considera que materia y antimateria son simétricas, sin embargo, por ello estamos aquí tal como somos, la materia debió de tener ventaja justo después del Big Bang.

¿Cuál fue esta ventaja de la materia y por qué la tuvo?

Sin embargo se ha dado un paso importante para entender o resolver la ineficiencia iii) anterior, y saber el porque hay mas materia que antimateria.

Los investigadores alemanes en la Universidad Johannes Gutenberg de Maguncia (JGU) y el Instituto Helmholtz Mainz (HIM), junto con físicos del Instituto Max Planck para Física Nuclear en Heidelberg y el Centro Helmholtz de GSI para la Investigación de Iones Pesados en Darmstadt han sido capaces de medir el momento angular, o spin cuantico de un solo Protón aislado.

El resultado es un gran paso adelante en el esfuerzo por medir directamente las propiedades magnéticas de los protones con mucha precisión. El principio de medición se basa en la observación de un solo protón almacenado en una trampa de partículas electromagnéticas.
Como también va a ser posible observar un anti-protón con el mismo método, tendremos la posibilidad para una explicación del desequilibrio materia-antimateria en el universo y podríamos encontrar la razón de porque somos de materia.
Es esencial ser capaz de comprender en detalle la antimateria, si hemos de entender por qué la materia y la antimateria no se anularon entre sí después del Big Bang que no es otra cosa que conocer el porqué y cómo el universo comenzó a existir en realidad.
El protón tiene un momento angular intrínseco o espín, al igual que otras partículas. Es como un diminuto imán, sin embargo, la detección de la rotación de protones ha sido un gran desafío. Mientras que los momentos magnéticos del electrón y su antipartícula, el positrón, se miden y comparan desde la década de 1980, el del protón no se habia logrado hasta ahora.

"Durante mucho tiempo hemos sido conscientes del momento magnético del protón, pero hasta ahora no habíamos observado directamente el de un solo protón, pues sólo conocíamos el de conjuntos de partículas", comenta Stefan Ulmer, un miembro del grupo de trabajo dirigido por el profesor Dr. Jochen Walz del Instituto de Física de la Universidad de Mainz.

El verdadero problema es que el momento magnético del protón es 660 veces más pequeño que el del electrón, lo que significa que es mucho más difícil de detectar. El equipo de investigación y sus colaboradores ha necesitado de cinco años para preparar un experimento que fuera lo suficientemente preciso como para pasar la prueba crucial.

"Por fin hemos visto con éxito la detección de la dirección del giro de un solo protón atrapado", dice un exultante Ulmer, de la Escuela Internacional Max Planck de Investigacion para la Dinámica Cuántica en Heidelberg. Esto abre el camino para dirigir mediciones de alta precisión de los momentos magnéticos del protón y el anti-protón. Este último es probable que se realizarán en el CERN, el laboratorio europeo de física de partículas en Ginebra, o en FLAIR / GSI en Darmstadt.
El momento magnético de la anti-protón en la actualidad sólo se conoce con tres decimales. El método utilizado en los laboratorios en Mainz asegura un millón de veces más precisión en la medición y debe representar una nueva prueba para comprobar la sensibilidad de la simetría materia-antimateria.

Esta primera observación de los saltos de espín cuántico de un solo protón ha sido un hito crucial en la consecución de este objetivo.

La simetría materia-antimateria es como se ha dicho uno de los pilares del modelo estándar de física de partículas elementales. Según este modelo, las partículas y antipartículas se comportan de forma idéntica una vez que las inversiones de la carga, paridad y el tiempo - conocido como Simetría CPT - se aplican simultáneamente:

Conjugación de carga (C).Todas las partículas se substituyen por sus correspondientes antipartículas.
Inversión de paridad (P). Se invierte la paridad espacial de proceso (esto tiene que ver con el intercambio de derecha e izquierda, y con el cambio en el espin de las partículas).
Inversión temporal (T). Se invierte el sentido del tiempo.

Solo medidas de gran precisión en las comparaciones de las propiedades fundamentales de las partículas y antipartículas van a hacer que sea posible determinar con precisión si este comportamiento simétrico ocurre realmente en la naturaleza y pueda servir de base para las teorías que vayan más allá del Modelo Estándar.

Suponiendo que la diferencia entre los momentos magnéticos de los protones y anti-protones pueda ser detectado, estaremos en los albores de una "nueva física".

De nuevo estamos quizá a las puertas de cambiar el paradigma.