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Dispositivo experimental usado para crear dipositronio. Foto: D. Cassidy, UCR.

Consiguen crear moléculas compuestas por átomos cuyos núcleos son partículas de antimateria.
El átomo más elemental es el de hidrógeno en el que un núcleo compuesto por un protón de carga positiva es rodeado por un electrón. Ahora imagine que en lugar de protón ponemos otra carga positiva distinta. Incluso podríamos sustituirlo por un positrón que es la antipartícula del electrón. Según las reglas de la mecánica se creará un átomo distinto a los habituales: el átomo de positronio.
Suponga ahora que al igual que dos átomos de hidrógeno forman una molécula de hidrógeno conseguimos que dos átomos de positronio formen positronio molecular. Pues esto es precisamente lo que han conseguido en la Universidad de California en Riverside.
La masa del positrón es 1836 veces menor que la del protón e igual a la del electrón, por lo que estos átomos se comportan de una manera un tanto peculiar. En la molécula de dipositronio las cuatro partículas implicadas definen una «sopa cuántica» distinta a la de una molécula de hidrógeno convencional. El positronio se encontró experimentalmente hace años, pero el dipositronio, desde que fue predicho de manera teórica por John Wheeler en 1951, no había sido encontrado hasta ahora.
Sin embargo, como el positrón es la antipartícula del electrón tenderán a aniquilarse mutuamente en una explosión de rayos gamma, por lo que el positronio (y su molécula) son inestables y tiene una vida muy corta. David Cassidy and Allen Mills han conseguido de todos crear moléculas de positronio y demostrar su existencia.
La aniquilación de las partículas del dipositronio, que es incluso más rápida que la aniquilación de positronio aislado, produce unos fotones gamma peculiares que pueden ser rastreados en busca de la existencia de dicha molécula. Gracias a esto los investigadores demostraron el éxito de su experimento. Ya en 2005 Mills y sus colaboradores informaron sobre la existencia de moléculas mezcla de positronio y átomos normales.
Para crear el dipositronio estos investigadores dispararon paquetes de 20 millones de positrones sobre una lámina de de sílice porosa. Según los positrones pierden velocidad pueden ser capturados por los electrones del material blanco para así formar positronio. Algunos de estos positronios viven lo suficiente como para ir a parar las cavidades porosas del material y ahí formar moléculas. Pudieron comprobar que en esas condiciones se formaban unas 100.000 moléculas por disparo, aunque con una vida de sólo un cuarto de nanosegundo.
Los investigadores pretenden hacer interactuar muchos de estos positronios en lugar de solamente dos. Con mayores cantidades se podría hacer más física interesante.
Quizás estos experimentos ayuden algún día a explicar el misterio de por qué en nuestro Universo hay mucha más cantidad de materia que de antimateria. Mientras tanto Mills espera conseguir una aplicación práctica de sus investigaciones. Si consigue suficiente cantidad de dipositronio y lo concentra quizás pueda conseguir un condensado de Bose-Einstein y que emita fotones gamma coherentes en lo que sería un «láser gamma» con una increíble densidad de energía.
Los positrones se usan actualmente en medicina nuclear para diagnosticar mediante tomografía por emisión de positrones o PET (Positron Emission Tomography) la presencia de enfermedades que afecten al cerebro o para el estudio del mismo.

Fuentes y referencias:
University of California at Riverside
The production of molecular positronium (resumen).