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Ruptura de simetría bajo inversión temporal

¿Por qué algunos procesos cuánticos no se desarrollan al mismo ritmo que su versión opuesta?

Investigación y Ciencia

Hace unos meses, el laboratorio del Acelerador Lineal de Stanford (SLAC) y el Instituto de Física Corpuscular de Valencia (IFIC) anunciaron la observación directa de la ruptura de simetría bajo inversión temporal en las leyes físicas. El hallazgo se basó en una técnica de análisis que propusimos el año pasado junto con Pablo Villanueva Pérez, también del IFIC, y en una serie de conceptos avanzados en 1999 por Mari Carmen Bañuls, ahora en el Instituto Max Planck de Óptica Cuántica de Garching, y uno de nosotros (Bernabéu). El estudio experimental, en el que también participamos, recibió la atención de la comunidad de física de partículas y de medios científicos internacionales. En este artículo explicaremos los detalles del experimento y la trascendencia del resultado.

La asimetría temporal observada es una de las más misteriosas y difíciles de detectar por medios directos. No guarda ninguna relación con la flecha del tiempo macroscópica, tan familiar en la vida cotidiana, sino que afecta a las leyes cuánticas que rigen el mundo microscópico. Además, se halla estrechamente ligada a una de las propiedades más enigmáticas de la naturaleza: la diferencia entre materia y antimateria.

El resultado fue obtenido a partir de un análisis de los datos acumulados entre 1999 y 2008 por el experimento BaBar, del SLAC. Este fue diseñado para estudiar la ruptura de la simetría CP, una sutil diferencia entre el comportamiento de algunas partículas y el de sus antipartículas. En el acelerador de Stanford se hacían colisionar electrones y positrones a energías muy elevadas con el objetivo de producir en grandes cantidades ciertas partículas conocidas como mesones B. Durante sus casi nueve años de servicio, el experimento BaBar registró unos quinientos millones de pares de mesones B.

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