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La antimateria no es s�lo un t�rmino de ciencia ficci�n. Las part�culas de antimateria se crean y se destruyen cotidianamente en los aceleradores de part�culas y tambi�n en nuestra galaxia. En las regiones centrales de la V�a L�ctea se produce abundantemente antimateria. Los astr�nomos estudian este proceso desde que detectaron su existencia, en la d�cada de los setenta. El telescopio de rayos gamma de la Agencia Europea del Espacio (ESA), INTEGRAL, ha resuelto ahora uno de los misterios relacionados con la formaci�n de antimateria en el centro gal�ctico.

Un positr�n es la antipart�cula del electr�n, es decir, una part�cula que tiene la misma masa que el electr�n y la misma carga, aunque de signo opuesto. Las leyes de la f�sica nos dicen que si un electr�n y un positr�n colisionan, se aniquilan, y del proceso resultan dos o m�s fotones. En los casos en que el positr�n y el electr�n en colisi�n no sean part�culas muy energ�ticas, el resultado suele ser la emisi�n de dos fotones, cada uno con una energ�a igual a la energ�a en reposo del electr�n (o del positr�n, no olvidemos que sus masas son iguales), es decir 511 kelectronvoltios (keV).

La detecci�n de radiaci�n con esta energ�a, que cae en el dominio de los rayos gamma, se considera una se�al inequ�voca de que est� teniendo lugar la aniquilaci�n de electrones y positrones, es decir, de materia y antimateria. Y �sa es justamente la emisi�n que se detecta en el centro de la V�a L�ctea. Se sabe que es un proceso relacionado con las explosiones de supernova o con estrellas muy masivas. La principal fuente de positrones en la V�a L�ctea es el decaimiento radiactivo de is�topos de n�quel (56Ni), titanio (44Ti) y aluminio (26Al), que han sido expulsados al medio interestelar durante las explosiones de supernovas o por vientos estelares de las llamadas estrellas Wolf Rayet, muy masivas.

54 millones de segundos

Los instrumentos del sat�lite INTEGRAL detectan precisamente rayos gamma. El an�lisis de 54 millones de segundos de observaci�n realizados por INTEGRAL ha permitido elaborar un mapa detallado de las zonas de emisi�n de radiaci�n de 511 keV en la V�a L�ctea. As� se ha visto que la emisi�n se concentra fundamentalmente en la regi�n central de nuestra galaxia, pero tambi�n se detecta el disco gal�ctico. La emisi�n en el disco no es sim�trica, es decir, la cantidad de radiaci�n emitida no es la misma a uno y otro lado del centro de la galaxia.

Pero a�n hay m�s. La diferencia de luminosidades entre el centro y el disco gal�ctico es cuatro veces superior a la diferencia entre la densidad de supernovas (y por tanto de la producci�n esperada de positrones) en una y otra regi�n. Es decir, en funci�n de la radiaci�n emitida en ambas regiones, cabr�a esperar que en el centro de la galaxia se detectaran m�s supernovas que en el disco. Y no es as�. �A qu� se deben entonces las diferencias en la cantidad de antimateria? �Qu� hay que no encaja en la teor�a? Estos hallazgos obligaron a los expertos a revisar sus teor�as sobre la producci�n de positrones.

M�s antimateria en el centro

Finalmente, los astr�nomos han dado con la soluci�n al interrogante de los positrones gal�cticos. Una de las hip�tesis de partida supon�a que el positr�n, al ser una part�cula cargada, se ver�a afectado por los campos magn�ticos en nuestra galaxia, y no ser�a capaz de viajar muy lejos de las zonas donde hab�a sido generado antes de ser aniquilado. Es decir, detectar radiaci�n de 511 keV en regiones donde no hay fuentes conocidas de positrones implicar�a la existencia de otras fuentes de producci�n de positrones, no consideradas hasta el momento. En realidad, este planteamiento no es v�lido: no es correcto suponer que los positrones no pueden alejarse de las zonas donde fueron creados. Los positrones s� pueden viajar grandes distancias en la galaxia, porque la interacci�n con fluctuaciones magn�ticas no es tan intensa como para afectarles significativamente.

Si a esta movilidad de los positrones a�adimos que hay mucha m�s densidad de materia y antimateria en la regi�n central de la galaxia que en disco, la explicaci�n al misterio es sencilla. Los positrones producidos en el disco, donde la densidad es menor, pueden alejarse mucho de sus zonas de producci�n. Los positrones producidos en el centro gal�ctico, en cambio, donde la densidad es m�s alta, tienen mayor probabilidad de ser aniquilados cerca de donde fueron creados, produciendo por tanto la mayor intensidad en la emisi�n de 511 keV en el centro gal�ctico que efectivamente se observa.

Publicado originalmente en El Pa�s (Espa�a)