Los átomos de positronio dispersan inexplicablemente partículas de gas como si fueran electrones solitarios, a pesar de que también contienen un anti-electrón. El descubrimiento sugiere que los ingenieros pueden utilizar las propiedades de dispersión conocidas de los electrones como regla general en el diseño de futuros escáneres médicos que emplean positronio. También podría ayudar a interpretar algunas desconcertantes observaciones astronómicas.
“Saber cómo el positronio interactúa con el medio circundante es importante, se trate de tejido humano o gas interestelar“, dice Gaetana Laricchia, líder del experimento realizado en el University College de Londres.
Los átomos de positronio son como átomos de hidrógeno, excepto que el protón se sustituye por un positrón, la antipartícula de carga positiva del electrón. Los átomos son inestables y sus dos partículas constituyentes desaparecen en una nube de rayos gamma en un microsegundo.
Cuando un el haz de electrones o positrones fluye a través de un gas, dispersa las partículas de gas de un modo predecible. Los científicos suponían que los átomos de positronio, eran dos veces más pesados que un electrón y eléctricamente neutros, ya que tienen tasas de dispersión muy diferentes.
Para probar esto, el equipo de Laricchia disparó átomos de positronio a velocidades que iban entre los1100 y los 4400 kilómetros por segundo en varios gases, incluido el hidrógeno, el kriptón y vapor de agua. Curiosamente, las tasas de dispersión eran casi idénticas a la de un electrón simple, como si la influencia de los positrones fuera de alguna manera “invisible”.
James Walters, teórico de la Universidad Queen de Belfast que estudia la interacción materia/antimateria, dice que el resultado va a ser difícil de explicar matemáticamente porque el proceso de dispersión es demasiado complejo.
“Cuando el positronio golpea un átomo, los electrones del átomo no saben qué hacer; ¿Seguir en el núcleo, o tratar de perseguir a los positrones? Hay mucha competencia trabajando en ello y en teoría, es difícil dar con un modelo que lo explique.”
Laricchia especula que el electrón podría desempeñar un papel dominante en cada dispersión de positronio por acercarse, cómo promedio, más a una partícula de gas de que lo hace el positrón.
Cualquiera que sea la razón de estos extraños resultados, podrían tener consecuencias importantes en el campo de los PET médico (tomografía por emisión de positrones). Los escáneres PET recogen los rayos gamma emitidos por el positronio, que se forma cuando se inyecta en el cuerpo un trazador radiactivo que emite positrones.
Conocer los tipos de dispersión de positronio debe aclarar cómo las partículas depositan energía a lo largo de sus recorridos, ya que chocan con las moléculas en el tejido. “Eso es necesario para limitar el daño al tejido sano”, dijo Laricchia. También ayudaría a refinar las estimaciones de hasta donde viaje el positronio, permitiendo medir el volumen del tumor con mayor precisión.
El positronio también se forma en el espacio. Entender su interacción con las nubes de gas interestelar podría ser crucial para determinar las posiciones de algunas fuentes de positrones misteriosa en la Vía Láctea.
Referencia: Ciencia DOI: 10.1126/science.1192322
Autor: Hazel Murir
Enlace original: Cloaking effect in atoms baffles scientifics
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