Un \u00e1tomo con un antimu\u00f3n en el lugar del prot\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
El muonio se parece a un \u00e1tomo de hidr\u00f3geno, aunque en su centro tiene un antimu\u00f3n, la antipart\u00edcula del mu\u00f3n, con carga positiva, en el lugar que ocupar\u00eda el prot\u00f3n. Un electr\u00f3n ligado a \u00e9l completa un \u00e1tomo el\u00e9ctricamente neutro.<\/p>\n\n\n\n
Todo lo que nos rodea est\u00e1 hecho de protones, neutrones y electrones, lo que los f\u00edsicos llaman primera generaci\u00f3n de part\u00edculas. El mu\u00f3n es el hermano pesado del electr\u00f3n y pertenece a la segunda generaci\u00f3n. \u00abPero los f\u00edsicos todav\u00eda no entendemos por qu\u00e9 existen estas generaciones adicionales\u00bb, se\u00f1ala Soter. \u00ab\u00bfY por qu\u00e9 hay tres en total?\u00bb.<\/p>\n\n\n\n
Casi toda la masa del muonio procede del antimu\u00f3n, una part\u00edcula elemental unas 207 veces m\u00e1s pesada que el electr\u00f3n, mientras que en protones y neutrones la mayor parte la aporta la interacci\u00f3n fuerte, la fuerza que mantiene unidos los n\u00facleos.<\/p>\n\n\n\n
Lo que ya se ha comprobado con materia y antimateria<\/h2>\n\n\n\n
En un mismo punto de un campo gravitatorio, todos los cuerpos caen con la misma aceleraci\u00f3n. Esa universalidad de la ca\u00edda libre, conocida desde Galileo y Newton, es el principio de equivalencia entre masa gravitatoria y masa inercial, y Einstein la convirti\u00f3 en uno de los pilares de su teor\u00eda de la gravitaci\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n
Con materia corriente se ha comprobado en laboratorio y desde sat\u00e9lites con una precisi\u00f3n relativa de alrededor de 10-15<\/sup>, recuerdan los autores, y pruebas menos precisas la han extendido de \u00e1tomos sueltos y neutrones a cuerpos celestes. A otra escala, la relatividad general tambi\u00e9n sali\u00f3 reforzada cuando se midi\u00f3 la gravedad en 300.000 galaxias<\/a>. El experimento ALPHA del CERN confirm\u00f3 adem\u00e1s que el antihidr\u00f3geno cae hacia la Tierra con una aceleraci\u00f3n compatible con la de la materia normal.<\/p>\n\n\n\n Todas las pruebas de ca\u00edda libre hechas hasta ahora, sin embargo, usaron protones, neutrones o antiprotones, part\u00edculas de primera generaci\u00f3n. \u00abEl muonio ex\u00f3tico se presta muy bien a esto porque es un \u00e1tomo neutro\u00bb, explica Soter. \u00abAl fin y al cabo, para hacer caer algo se necesita algo neutro\u00bb. En una part\u00edcula con carga, los campos electromagn\u00e9ticos residuales tapar\u00edan el efecto de la gravedad, entre 30 y 40 \u00f3rdenes de magnitud m\u00e1s d\u00e9bil.<\/p>\n\n\n\n El principal obst\u00e1culo es el tiempo, porque un mu\u00f3n se desintegra en unos 2,2 microsegundos, poco m\u00e1s de dos millon\u00e9simas de segundo, y en ese plazo hay que formar el \u00e1tomo, sacarlo al vac\u00edo y medirlo.<\/p>\n\n\n\n Las fuentes anteriores usaban materiales porosos, como polvo de s\u00edlice o aerogel, de los que solo escapaban unos pocos por ciento de los \u00e1tomos, en todas direcciones y con velocidades muy dispersas.<\/p>\n\n\n\n \u00abHemos conseguido producir los \u00e1tomos de muonio en estado \u201cfr\u00edo\u201d, que es lo que hace posible el experimento de gravedad\u00bb, afirma Soter. \u00abEn este caso, \u201cfr\u00edo\u201d significa que los \u00e1tomos se propagan a velocidades parecidas, casi paralelos entre s\u00ed\u00bb.<\/p>\n\n\n\n \u00abPara lograrlo utilizamos helio superfluido enfriado cerca del cero absoluto, a menos 273 grados Celsius\u00bb, explica Jesse Zhang, primer autor del estudio. \u00abEl helio superfluido es lo que se conoce como un fluido cu\u00e1ntico, en el que los \u00e1tomos de helio pierden su identidad individual y que no tolera ninguna impureza en su interior\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Los antimuones frenan a una profundidad media de 35 micras bajo la superficie del l\u00edquido y capturan un electr\u00f3n suelto del rastro de ionizaci\u00f3n que dejan al entrar. El \u00e1tomo de muonio reci\u00e9n formado viaja hasta la superficie en unos 2 microsegundos y el l\u00edquido lo expulsa en vertical, porque su energ\u00eda all\u00ed dentro es mayor que fuera. \u00abAs\u00ed que usamos el potencial qu\u00edmico como un ca\u00f1\u00f3n at\u00f3mico\u00bb, resume Zhang.<\/p>\n\n\n\n El helio tuvo que purificarse hasta dejar un \u00e1tomo de helio-3 por cada bill\u00f3n de helio-4, ya que con helio comercial del 99,9999 % no sali\u00f3 muonio al vac\u00edo.<\/p>\n\n\n\n El resultado es un haz con una velocidad media de 2180 metros por segundo, unos 7850 kil\u00f3metros por hora, y una dispersi\u00f3n de entre 80 y 150 metros por segundo. Del total de antimuones frenados en el helio, el 8,2 % sali\u00f3 al vac\u00edo como muonio, lo que da tasas de \u00e1tomos comparables a las de los mejores aerogeles a temperatura ambiente, con una distribuci\u00f3n de velocidades unas diez veces m\u00e1s estrecha que la de las fuentes de s\u00edlice enfriadas a 100 kelvin (unos \u2212173 \u00b0C).<\/p>\n\n\n\n En un comentario publicado en la misma revista, Jian Tang y Shihan Zhao, de la Universidad Sun Yat-sen de Cant\u00f3n (China), escriben que se ha logrado \u00abun haz de muonio intenso y supert\u00e9rmico con una distribuci\u00f3n de velocidades mucho m\u00e1s estrecha que la de las fuentes existentes\u00bb.<\/p>\n\n\n\n El siguiente paso es un interfer\u00f3metro, un aparato que aprovecha que los \u00e1tomos se comportan tambi\u00e9n como ondas, el mismo fen\u00f3meno que permiti\u00f3 que part\u00edculas met\u00e1licas de m\u00e1s de 7000 \u00e1tomos se comportaran como ondas cu\u00e1nticas<\/a>. Tres rejillas con rendijas cada 100 nan\u00f3metros, separadas unos 9,6 mil\u00edmetros, crean un patr\u00f3n de franjas que la gravedad de la Tierra desplaza hacia abajo.<\/p>\n\n\n\n Con los 4,5 microsegundos de vuelo que propone el estudio, ese desplazamiento es de alrededor de una d\u00e9cima de nan\u00f3metro, de ah\u00ed que hagan falta much\u00edsimos \u00e1tomos para medirlo.<\/p>\n\n\n\n Con unos 100.000 \u00e1tomos de muonio por segundo en la l\u00ednea m\u00e1s potente del instituto, los autores calculan que, con la fuente adaptada a un haz horizontal, podr\u00edan medir la aceleraci\u00f3n gravitatoria del muonio con una precisi\u00f3n del 1 % en unos 100 d\u00edas.<\/p>\n\n\n\n La futura mejora High Intensity Muon Beams (HIMB) del PSI deber\u00eda multiplicar por cien el n\u00famero de \u00e1tomos. \u00abEs una perspectiva muy emocionante para las medidas de precisi\u00f3n, porque nuestra medici\u00f3n est\u00e1 limitada por la estad\u00edstica\u00bb, dice Soter, que tambi\u00e9n ha fijado un calendario aproximado: \u00abEsperamos poder probar el m\u00e9todo con el haz at\u00f3mico por primera vez este a\u00f1o y, si todo va bien, el experimento de gravedad propiamente dicho deber\u00eda llegar dentro de dos o tres a\u00f1os\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Nadie ha medido a\u00fan c\u00f3mo cae el muonio, de modo que el trabajo no contradice a Einstein ni aporta ninguna prueba de nuevas fuerzas. Lo que publica es una fuente de \u00e1tomos; los autores escriben que este haz \u00abdeber\u00eda permitir la interferometr\u00eda con muonio y una medici\u00f3n de su aceleraci\u00f3n gravitatoria al nivel del uno por ciento\u00bb.<\/p>\n\n\n\n Ese 1 % queda muy lejos de la precisi\u00f3n de 10-15<\/sup> alcanzada con materia corriente. Las cifras del haz salen de una l\u00ednea de muones de baja intensidad, con unos 15.000 antimuones por segundo, y los 100 d\u00edas son una proyecci\u00f3n para la l\u00ednea m\u00e1s potente. Adem\u00e1s, el muonio sale ahora en vertical y medir la gravedad exige un haz horizontal, algo que el equipo intenta resolver con estructuras de silicio que sostengan el helio en vertical.<\/p>\n\n\n\n Si alg\u00fan d\u00eda el muonio cayera de forma distinta, \u00abser\u00eda realmente sorprendente y, adem\u00e1s de otras teor\u00edas, podr\u00eda apuntar a la existencia de una quinta fuerza\u00bb, reconoce Soter. La f\u00edsica trabaja con cuatro interacciones fundamentales, y otros experimentos, como el reloj nuclear que busca la quinta fuerza de la naturaleza<\/a>, tambi\u00e9n la buscan sin que nadie la haya demostrado.<\/p>\n\n\n\n \u00abTengo la mente completamente abierta\u00bb, insiste la investigadora. \u00abSolo quiero medir, por primera vez, si la equivalencia entre masa gravitatoria y masa inercial se cumple tambi\u00e9n en la segunda generaci\u00f3n de part\u00edculas, y eso por s\u00ed solo ya es un trabajo muy estimulante\u00bb.<\/p>\n\n\n\n El haz tambi\u00e9n sirve para la espectroscopia l\u00e1ser, que mide con luz la energ\u00eda de los saltos del electr\u00f3n entre niveles del \u00e1tomo. Seg\u00fan el estudio, el l\u00e1ser podr\u00eda alcanzar unas 800 veces m\u00e1s \u00e1tomos que con una fuente fr\u00eda de s\u00edlice, con lo que la medici\u00f3n de la transici\u00f3n 1S-2S del muonio bajar\u00eda del kilohercio de precisi\u00f3n y ayudar\u00eda a fijar la masa del mu\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n El estudio completo se ha publicado en Nature Physics<\/a>, junto con un comentario de Jian Tang y Shihan Zhao<\/a>.<\/p>\n\n\n\n La investigaci\u00f3n cuenta con el apoyo del Centro Nacional de Competencia en Investigaci\u00f3n Muoniverse, de Suiza.<\/p>\n\n\n\n Foto: Robert Waddy \/ ETH Z\u00farich<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" En una c\u00e1mara de cobre del Instituto Paul Scherrer (PSI), en Villigen (Suiza), una capa de helio de 2 mil\u00edmetros … <\/p>\nDos millon\u00e9simas de segundo para hacerlo todo<\/h2>\n\n\n\n
Un ca\u00f1\u00f3n at\u00f3mico de helio superfluido<\/h2>\n\n\n\n
![\"Esquema](\"https:\/\/www.ecoticias.com\/hoyeco\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/montaje-haz-muonio.jpg\")
Un interfer\u00f3metro para ver cu\u00e1nto cae<\/h2>\n\n\n\n
![\"Acelerador](\"https:\/\/www.ecoticias.com\/hoyeco\/wp-content\/uploads\/2026\/10\/hoy-26-medio2-acelerador-protones-psi.jpg\")
Lo que este resultado todav\u00eda no demuestra<\/h2>\n\n\n\n
La masa del mu\u00f3n, el otro objetivo<\/h2>\n\n\n\n