Los neutrones buscan la violación de la simetría temporal exprés

Original: "Development and Application of an eV Neutron Polarization for Parity Violation Studies at CSNS Back-n Beamline"
arXiv:2602.17742 · 2026-02-19 · CC BY 4.0 · 2 min
Un haz de neutrones con espín orientado ayuda a comprobar por qué en el universo hay más materia que antimateria.

En lo profundo del acelerador, los neutrones se aceleran y vuelan hacia el blanco como una bandada de diminutas peonzas. Cada peonza tiene un eje de giro: el espín. Si todas las peonzas giran en la misma dirección, el haz se llama polarizado. Ese haz es justo lo que se necesita para atrapar la escurridiza violación de simetría: por qué en nuestro mundo casi no queda antimateria, aunque en el Big Bang debería haberse creado en la misma cantidad que la materia.

El neutrón es una partícula sin carga eléctrica que, junto con los protones, forma el núcleo atómico.

Para obtener neutrones polarizados, los físicos usan gas de helio-3. Los átomos de este gas, como una esponja, absorben neutrones con una dirección de espín y dejan pasar los de la otra. Así se genera un haz en el que los espines están alineados como agujas de brújula en un campo magnético. Este haz se dirigió al núcleo de lantano-139. Cuando un neutrón entra en resonancia con el núcleo, la probabilidad de absorción depende de la orientación relativa de los espines. Al medir la diferencia en el conteo de neutrones con dos configuraciones opuestas, los científicos obtuvieron una asimetría de aproximadamente 7.8%.

La asimetría es la diferencia relativa entre dos cantidades. Aquí muestra cuánto más a menudo el núcleo de lantano captura neutrones con una dirección de espín en comparación con la otra.

Este resultado coincidió con mediciones anteriores, lo que significa que la nueva fuente de neutrones polarizados funciona correctamente. Ahora se pueden realizar experimentos más delicados: buscar la violación de la simetría bajo inversión temporal. Si se encuentra tal violación, explicará por qué la materia venció a la antimateria, y existimos.

El helio-3, utilizado para polarizar neutrones, es escaso en la Tierra: se extrae del gas natural y también se produce por desintegración del tritio. En el futuro se planea extraerlo en la Luna, donde se ha acumulado por el viento solar.

En la novela de Greg Egan «La fábrica de hormigas» (o «Zenzic»), los personajes viajan por un universo donde la materia y la antimateria están separadas y buscan una manera de restaurar la simetría: aproximadamente el mismo enigma que los físicos tienen en mente al realizar experimentos con neutrones.

Científicos
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Conceptos
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