Existe una contradicción en el origen del universo que la física todavía no ha conseguido explicar. Si el Big Bang produjo materia y antimateria en cantidades equivalentes, ambas deberían haberse aniquilado casi por completo. Sin embargo, algo permitió que la materia sobreviviera y terminara formando galaxias, estrellas, planetas y seres humanos. El problema es que nadie sabe exactamente qué rompió aquel equilibrio.
Ahora, un equipo de científicos de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, consiguió un avance que podría acercarnos a la respuesta: mantener un único positrón, una partícula de antimateria, atrapado durante meses y controlar sus estados cuánticos sin destruirlo. El experimento, publicado el 21 de octubre de 2026 en Physical Review Letters, representa un paso importante hacia una comparación extraordinariamente precisa entre la materia y su contraparte.
La antimateria desaparece cuando toca la materia. Los físicos encontraron una manera de evitarlo durante meses
La antimateria no es una sustancia imaginaria. Cada partícula de materia posee una antipartícula correspondiente, con la misma masa y propiedades como la carga eléctrica invertidas. En el caso del electrón, esa contraparte es el positrón, que tiene carga positiva.
Cuando ambas partículas entran en contacto pueden aniquilarse, transformando su energía en radiación. Por eso, conservar antimateria dentro de un laboratorio exige impedir que choque con las paredes de cualquier recipiente.
El equipo dirigido por el físico Gerald Gabrielse consiguió hacerlo mediante una trampa de Penning, un dispositivo que combina campos eléctricos y magnéticos para mantener partículas cargadas suspendidas en el vacío. Según el estudio original, titulado One-Positron Quantum Cyclotron, los investigadores obtuvieron los positrones mediante la desintegración radiactiva del sodio-22. Después tuvieron que desacelerarlos y conducirlos hasta una cámara experimental extremadamente fría.
La temperatura de la trampa alcanzó unos 300 milikelvin, equivalentes a aproximadamente -272,85 °C, apenas 0,3 grados por encima del cero absoluto. A esa temperatura, los científicos redujeron drásticamente las perturbaciones que podían alterar la partícula. El resultado fue excepcional: un positrón permaneció confinado durante meses, mientras los investigadores observaban y manipulaban sus niveles de energía.
El verdadero descubrimiento no es cuánto tiempo atraparon la antimateria, sino lo que consiguieron hacer con ella
Mantener antimateria confinada durante meses no es algo completamente nuevo. El experimento BASE del CERN, por ejemplo, consiguió almacenar antiprotones durante más de 600 días, mientras que la colaboración ALPHA había retenido átomos de antihidrógeno durante más de 1.000 segundos en 2011.
El logro de Northwestern es diferente. Los investigadores consiguieron preparar un único positrón en su estado cuántico fundamental y estudiar individualmente sus transiciones energéticas. En lugar de limitarse a comprobar que la partícula seguía atrapada, utilizaron microondas cuidadosamente ajustadas para suministrarle pequeñas cantidades de energía y observar cómo saltaba entre estados cuánticos definidos.
Los resultados, descritos en la investigación de Physical Review Letters, demostraron que podían detectar esos cambios sin alterar necesariamente el estado que pretendían medir. Esta capacidad constituye un requisito fundamental para realizar experimentos de precisión extrema.
El nuevo dispositivo funciona, en cierto sentido, como un pequeño laboratorio cuántico donde una sola antipartícula puede ser examinada durante periodos prolongados. Y esa posibilidad prepara el terreno para una prueba que podría tener consecuencias enormes para la física moderna.
Una sola partícula podría poner a prueba una de las leyes fundamentales del universo
El siguiente objetivo de Gabrielse es medir el momento magnético del positrón con una precisión comparable a la que su equipo ya consiguió con un electrón: aproximadamente una parte en diez billones.
El Modelo Estándar de la física de partículas, junto con la simetría fundamental conocida como CPT, predice una correspondencia precisa entre las propiedades de ambas partículas. Si los experimentos detectaran una diferencia real, reproducible y superior a la incertidumbre de medición, podría ser una señal de física todavía desconocida.
La Universidad Northwestern explicó en su comunicado oficial que la nueva técnica permitirá realizar una de las comparaciones más exigentes entre materia y antimateria. Aun así, encontrar una discrepancia no resolvería automáticamente por qué sobrevivió más materia tras el Big Bang.
Por ahora, los físicos no encontraron ninguna anomalía que contradiga el Modelo Estándar. Lo que consiguieron fue construir una herramienta capaz de buscarla con una sensibilidad extraordinaria. Y ahí reside la verdadera dimensión del experimento: una investigación sobre el origen del universo podría avanzar gracias al comportamiento de una única partícula, invisible para cualquier microscopio convencional, suspendida durante meses en una trampa a temperaturas próximas al cero absoluto.
