La antimateria, que aparece a menudo en la ciencia ficción, no es sólo un concepto fantasmagórico. Es real y ostenta el título de la sustancia más cara de la Tierra, con un precio asombroso de alrededor de 62,5 billones de dólares por gramo.
Este hecho puede causar asombro y despertar la curiosidad de muchos. ¿Por qué es tan caro? El viaje hacia la comprensión del valor de la antimateria comienza con la exploración de su naturaleza y los esfuerzos revolucionarios para producirla.
¿Qué es la antimateria?
Entremos en el mundo de las partículas subatómicas, donde los protones, electrones y neutrones son las «estrellas del espectáculo». Estas partículas son los componentes básicos del Universo tal como lo conocemos. Sin embargo, hay un giro gracias a un brillante físico llamado Paul Dirac.
En 1930, mientras trabajaba en una descripción del electrón, a Dirac se le ocurrió una idea revolucionaria. Habló de la existencia de un antielectrón o positrón, idéntico al electrón en términos de masa pero opuesto en carga.
Este fue un punto de inflexión. Su teoría sugería una imagen especular de nuestro mundo lleno de materia, un Universo de antimateria.
El concepto de antimateria puede parecer un argumento sacado de una película de ciencia ficción, pero es un aspecto fundamental de nuestro Universo.
Por cada partícula hay una antipartícula. Cuando se encuentran, se aniquilan mutuamente en un destello de energía, según la famosa ecuación E=mc² de Einstein. Este proceso de aniquilación no es un acontecimiento ordinario. Es extremadamente poderosa, superando con creces la energía liberada por explosiones químicas como el TNT e incluso las explosiones nucleares.
La creación de la antimateria.
La creación de antimateria es una hazaña del ingenio y la tecnología humanos. Los científicos se centraron en la forma más simple de materia, el hidrógeno, para producir su contraparte de antimateria, el antihidrógeno.
Un átomo de hidrógeno está formado por un electrón y un protón. ¿Entonces antihidrógeno? Está formado por un antiprotón y un positrón. La primera síntesis exitosa de antihidrógeno tuvo lugar en 1995 en el CERN, la Organización Europea para la Investigación Nuclear. Este fue un logro histórico, pero tuvo sus desafíos.
La antimateria es difícil de manejar. Se aniquila al entrar en contacto con la materia, liberando energía.
Esta propiedad hace que sea increíblemente difícil de almacenar y estudiar. Imagínese intentar sostener algo que desaparece en el momento en que toca algo. Sin embargo, los científicos no se desaniman fácilmente.
Desarrollaron un método para frenar los átomos de antihidrógeno y retenerlos. Al enfriarlas a sólo medio grado por encima del cero absoluto, la temperatura teórica más fría posible, pudieron evitar que estas esquivas partículas se aniquilaran inmediatamente.
Este método permitió a los científicos preservar el antihidrógeno producido durante más de 15 minutos en 2011, un avance significativo en la investigación de la antimateria.
¿Por qué la antimateria es tan cara?
El súper acelerador de partículas del CERN, el corazón de la producción de antimateria, es una maravilla de la ingeniería y la física. Es la máquina más compleja jamás construida por humanos, tiene una extensión de aproximadamente 10 millas y está equipada con 9.300 imanes.
Estos imanes deben enfriarse a una increíble temperatura de -271,25°C utilizando helio líquido. Las partículas dentro del acelerador de partículas se aceleran al 99,99% de la velocidad de la luz, lo que requiere hasta 120 MW de electricidad (suficiente para alimentar una gran ciudad).
Construir el acelerador del CERN fue una tarea monumental, que llevó alrededor de una década y costó alrededor de 4.750 millones de dólares.
Su presupuesto operativo es de aproximadamente mil millones de dólares al año, y sólo los costos de electricidad ascienden a unos 23,5 millones de dólares al año.
Más interesante
Teniendo en cuenta estas cifras y la tecnología involucrada, no es de extrañar que la producción de antimateria tenga un precio elevado.
Pero ¿por qué todo este esfuerzo por la antimateria? Aparte de su precio, la antimateria tiene un inmenso valor científico. Es la clave para comprender la física fundamental y cómo funciona el Universo. La investigación de la antimateria podría allanar el camino para nuevas tecnologías y ayudarnos a comprender mejor la física.
Es una frontera de la ciencia, donde cada descubrimiento puede abrir la puerta a avances revolucionarios.
