Una de las características más asombrosas del universo es que éste no es completamente simétrico.
Ello significa que, gracias a la asimetría -lo contrario de lo simétrico- existen planetas, estrellas, galaxias y seres humanos.
La simetría, según el Diccionario de la Real Academia Española, es la “correspondencia exacta en la disposición regular de las partes o puntos de un cuerpo o figura con relación a un centro, un eje o un plano”.
En otras palabras: la simetría tiene que ver con el hecho de mantener las mismas características de un objeto a pesar de que a éste lo giremos -180 grados, por ejemplo- o lo pongamos en otra posición, ya que siempre mantendrá la misma forma, las mismas proporciones y, por tanto, las mismas características.
La asimetría, por el contrario, es lo opuesto a la simetría y está relacionada más bien con el desorden, el caos y la diversidad; porque al no estar presente esta correspondencia exacta pueden surgir nuevos patrones y, por tanto, objetos y situaciones nuevas.
Aunque siempre es necesario un cierto equilibrio entre simetría y asimetría ya que, sin este equilibrio, simplemente la materia no habría podido surgir.
Por otro lado, hoy se sabe, tras décadas de investigaciones que, en los primeros momentos del universo, después de aquella Gran Explosión, surgió la materia representada por protones, neutrones y electrones (los constituyentes del átomo), así como su contraparte de antimateria, es decir, antiprotones, antineutrones y positrones.
Y, en la medida en que el universo se expandió y se enfrió, casi toda esta materia y antimateria constituida por partículas se encontraron, chocaron y se aniquilaron dejando solamente fotones (las partículas de la luz).
No obstante, y a pesar del aniquilamiento masivo de partículas y antipartículas en los primeros minutos del universo, no todas pudieron aniquilarse, de tal suerte que millones de partículas de materia quedaron pululando en ese cosmos primitivo lo que dio pie, posteriormente, a la formación de la materia que en la actualidad nos conforma a nosotros y al universo mismo.
Por consiguiente, si el universo fuese perfectamente simétrico, con la misma cantidad de materia y antimateria, seguramente no estaría contándoles esto.
De hecho, si hubiese sido completamente simétrico en sus orígenes no hubiese quedado nada más que luz.
Y justamente, unas de las interrogantes que los científicos pretenden desentrañar tiene que ver con: ¿por qué existe esta asimetría en el universo?
Además de dar respuesta a la cuestión de: ¿Por qué no se aniquilaron todas las partículas con sus respectivas antipartículas en los primeros instantes del universo? O bien: ¿Cuál fue el mecanismo que hizo que se “rompiera” esta simetría?
Durante años los físicos experimentales han estado buscando, con poca suerte, partículas fundamentales como los electrones con la finalidad de dar una explicación convincente y certera en torno a la presencia de esta asimetría, pero desafortunadamente hasta el momento no la han encontrado.
Pero afortunadamente, y gracias a los avances recientes en las técnicas de experimentación, los físicos han logrado acercarse un poco más a esta respuesta.
Por ejemplo, hace tan solo unos días, un grupo de investigadores estadounidenses de la Universidad de Colorado Boulder, ha logrado realizar una medición de electrones, mediante un láser, la cual no tiene precedentes por su precisión.
Resulta que, en su búsqueda de evidencia científica sobre la asimetría, se dieron a la tarea de analizar un fenómeno físico llamado Momento Dipolar Eléctrico del electrón (eEDM, por sus siglas en inglés).
El eEDM indica qué tan uniformemente se distribuye una carga entre los polos norte y sur de los electrones.
Estos últimos están constituidos siempre por una carga eléctrica negativa y en el átomo -donde ocupan la “corteza” o sitio exterior- tienen la función de interactuar con otros electrones para crear los vínculos químicos que ayudan a las moléculas a permanecer unidas.
Para llevar a cabo el experimento con eEDM, los científicos analizaron moléculas de fluoruro de hafnio.
El hafnio es un elemento químico, cuyo número atómico es 72, el cual se encuentra en algunos minerales y es utilizado, entre otras cosas, para la construcción de barras de control de los reactores nucleares.
Posteriormente, a través de un láser ultravioleta, quitaron electrones de las moléculas de fluoruro de hafnio creando así un conjunto de iones cargados positivamente (los iones son átomos que poseen una carga eléctrica ya sea positiva o negativa).
Una vez que los electrones fueron arrancados de las moléculas, los investigadores los atraparon.
Luego modificaron el campo magnético alrededor de la trampa donde estaban las moléculas y se percataron de que éstas se alineaban (en algunos casos) o se desalineaban (en otros) con respecto al campo magnético al que fueron sometidas.
Como podemos percatarnos, ahora surgen dos grupos de moléculas: uno alineado con respecto al campo magnético y otro grupo que no lo está.
Más tarde, los físicos utilizaron el láser ultravioleta para medir los niveles de energía de los dos grupos encontrando que los niveles de energía entre los electrones era el mismo, más no así entre los átomos de un grupo y de otro.
Y, si hubiesen encontrado que los niveles de energía eran distintos entre estos electrones, cosa que no ocurrió, entonces hubiesen encontrado asimetría.
De hecho, si hubiesen localizado asimetría en los electrones, éstos hubieran adquirido la forma de un huevo y no de una esfera circular perfecta como en realidad son.
En definitiva: los electrones son simétricos y, por tanto, quizá no podamos encontrar en ellos la respuesta correcta a por qué existe asimetría en el universo, pero sí simetría.
O tal vez los científicos no han logrado llegar a la energía necesaria para poder desestabilizarlos lo suficiente y lograr vislumbrar así la asimetría.
Sobre este asunto, en una entrevista concedida al portal de internet Phys.org, una de las investigadoras que participaron en el experimento, Erika Cornell, mencionó que “estamos buscando lugares donde podría estar esta asimetría para poder entender de donde vino”.
Y de dónde vino aún no está muy claro, aunque quizá la respuesta se encuentre, justamente, en las partículas fundamentales ya que, en esta ocasión, a pesar de no haber logrado dilucidar la asimetría del universo a través de las partículas elementales como el electrón, sí corroboraron nuevamente la simetría presente en el cosmos.
Este hallazgo -el hecho de que se haya confirmado la simetría del electrón-, abre el camino para la comprensión del comportamiento y estructura de las partículas fundamentales.
Sin embargo, al parecer, aún estamos lejos de un entendimiento profundo respecto al hecho de por qué existe asimetría en el universo y qué fue exactamente aquello que la provocó hace unos 13,600 millones de años.
El trabajo de investigación en torno a los experimentos que tienen que ver con el Momento Dipolar Eléctrico del electrón (eEDM) apareció publicado el pasado 6 de julio en la revista Science y puede consultarse en el siguiente enlace:
