Una levísima diferencia

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¿Sabían que uno de los grandes misterios de la física es explicar por qué hay materia en el universo? Esto es, la física actual no es capaz de explicar convincentemente por qué el universo está lleno de materia.

Todo el problema nace con la gran explosión. Al nacer el universo, cuando el cosmos entero era poco más que una pelota de golf, la radiación producida en la explosión, los fotones de luz, empezaron a desaparecer, dando lugar a la materia. Pero siguiendo ciertas reglas, conocidas en física como principios. Por ejemplo, no se puede crear energía de la nada, por tanto, la energía del fotón no puede ser menor que el valor de la energía y la masa de las partículas que aparecen gracias a él. Lo mismo ocurre con la carga eléctrica. Si antes es cero, después también tiene que ser cero.

Por esto y otras consideraciones, cuando un fotón se desintegra para dar partículas, debe formarse materia y su correspondiente antimateria. Por poner un ejemplo, si se forma un electrón debe formarse también un positrón, que es la partícula de antimateria que le corresponde. Es prácticamente indistinguible del electrón, pero su carga es positiva en lugar de negativa. A este proceso se le llama creación de pares. Lo mismo ocurre con el protón: también debe formarse el correspondiente antiprotón.

Si un electrón se encuentra con un positrón, se desintegran completamente, apareciendo dos o tres fotones, eso depende. ¿Se dan cuenta de lo que esto significa? Los fotones dan lugar a pares de partícula y antipartícula, que después se desintegran volviendo a dar fotones. Uno puede pensar que luego esos fotones pueden volver a dar materia y antimateria.. Y así es, siempre y cuando la energía de esos fotones sea suficiente para formar ese par de partículas. Aquí es donde juega un papel decisivo el principio de conservación de la energía. En definitiva, que lo único que nos queda al final es un universo sin materia, sólo con fotones.

Entonces, ¿cómo es que estamos nosotros aquí? ¿Cómo apareció la materia? Para responder a esta pregunta los físicos han tenido que suponer que esa mitad y mitad de materia y antimateria no fue exacta después de todo. Que tuvo que darse un levísimo exceso de materia. Muy, muy pequeño, pero lo suficiente para que todo lo que vemos, ustedes y yo mismo, estemos aquí para contarlo. El asunto está en que, claro, hay que justificar que eso fue así. Y en ello estamos.

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Un comentario Agrega el tuyo

  1. Gracias por esta entrada. El viernes hablaba con mis alumnos de este tema, les prometí una entrada en mi blog. ¡Ya lo has hecho tú! Y extraordinariamente bien, les recomendaré esta lectura.

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