Fábrica de Antimateria

Por: Fernanda Buenfil

¿Sabes cuál es el material más caro?, es probable que contestaras que es el diamante o el plutonio. En realidad, el material más caro es la antimateria, con un precio aproximado de 62 500 millones de USD el miligramo. Pero ¿qué es en realidad la antimateria y porque es tan cara?.

En 1932, al proponer su teoría cuántica relativista de partículas, Paul Dirac se percató de que al ser una ecuación cuadrática tenia 2 soluciones que solo difieren en el signo, es decir, permitía describir a los electrones pero también describía la existencia de unas partículas idénticas a los electrones con carga contraria.

Al principio causo mucho revuelo, pero al poco tiempo Carl D. Anderson quién encontró positrones (la antipartícula del electrón) usando una cámara de niebla. Consiste en ionizar un gas mientras pasa una partícula, por lo que se puede visualizar su trayectoria, deberían curvarse en sentidos opuestos y así fue.

Desde entonces los descubrimientos de antipartículas no han parado.

¿Qué es lo raro de la antimateria?

La teoría del modelo estándar enuncia la simetría Charge-Parity, esta se refiere a que la física de las partículas y las antipartículas debe de ser la misma.

En otras palabras, al inicio de todo, en el Big Bang, se debería haber producido la misma cantidad de materia y antimateria, pero simultáneamente deberían de cancelarse, sin dejar rastro de ninguna de las 2. ¡O sea que no deberíamos de existir!, en teoría, nada la materia que conocemos deberia existtir porque se beberia haber aniquilado con la misma cantidad de antimateria.

Entonces, ¿por qué estamos aquí? y ¿dónde está toda la antimateria?

La verdad es que no hay respuesta para esas preguntas. La física actual aún no llega a descubrir la razón por la que no hay antimateria naturalmente en el universo, o porque existe toda la materia conocida. Por lo mismo, muchas personas prefieren abordar el tema desde una perspectiva filosófica.

Fábrica y producción

Como está mencionado antes, la antimateria no se encuentra naturalmente en ningún lado, en la actualidad solamente existe por producción humana y de hecho sólo existe una fábrica en el mundo. Esta se encuentra en consejo europeo para la investigación nuclear (CERN, por sus siglas en francés), localizado en Ginebra, Suiza.

En la fabrica de antimateria actualmente se enfocan en crear anti-hidrógeno, que es el átomo más simple. Para esto se necesita juntar un anti-protón con un anti-electron.

Aquí ya se empieza a complicar la cosa.

En el CERN, lo que hacen es aprovechar las propiedades del vacío cuántico en aceleradores de partículas, los cuales logran colisiones a velocidades cercanas a las de la luz, por medio de campos eléctricos y magnéticos. En las que se producen partículas de todo tipo y se separan en otro acelerador las que se buscan.

Existen también antipartículas que son un poco más fáciles de obtener, como los anti-electrones, estos surgen de simples decaimientos.

Después para juntar el anti-protón con el anti-electron se utiliza un decelerador de partículas para frenar, enfriar y ordenar las partículas.

Ya que se creo el anti-átomo, se aísla mediante campos magnéticos para evitar que toque las paredes del acelerador y no se aniquile. Aunque contenerlo solo es posible por unos segundos y en mu pocas ocasiones, minutos.

Cómo puedes ver el proceso es muy complicado e ineficiente, por eso el costo es extremadamente alto.

Usos y Aplicaciones

Aunque la antimateria es muy famosa en ciencia-ficción, si tiene aplicaciones reales y muy útiles en la actualidad.

Una de ellas es en medicina, se usa en tomografías por emisión de positrones y en tratamientos contra el cáncer.

Otra aplicación famosa es la propuesta por el físico mexicano Miguel Alcubierre en la cual se propulsa con antimateria un transbordador (por la eficiencia y energía de la misma) y con esto se logra superar la velocidad de la luz y contraer el espacio-tiempo. Aunque esto es meramente teórico tiene una fundamentación matemática bastante sólida y quién sabe si en un futuro se haga realidad.

Para saber más de esto estate atento a los próximos artículos de CapTec!

Ahora ya sabes que si quieres regalar algo caro, no regales diamantes si no antimateria.

Fuentes:

• Miguel Peíro, ¿Qué es la antimateria y por qué es tan importante para la ciencia?, revisa Rewisor, 2017.

• Javier Santaolalla, 64 BILLONES $ el gramo: así se hace el material MÁS CARO DEL MUNDO, Date un vlog, 2020.

• Javier Santaolalla, El Boson de Higgs no te va a hacer la cama, esfera de libros, Madrid, 2016.

• Gustavo Romero, Conoce la FABRICA DE ANTIMATERIA del CERN, Gustavo Romero, 2020.