Antimateria

Todo empezó a finales de la década de 1920. Por aquel entonces, los científicos sabían que el átomo está formado por electrones, partículas con carga negativa que giran alrededor de un minúsculo núcleo donde se concentran los protones, con carga positiva (el otro componente del núcleo, el neutrón, sin carga eléctrica, todavía no se había descubierto).
Sin embargo, no se había podido describircon exactitud el comportamiento de los electrones en el interior del átomo. El problema estaba en que las ecuaciones de la mecánica cuántica, que se encarga de los fenómenos subatómicos, se basaban en la mecánica de Newton. Ésta es muy útil en el caso de sistemas en los que las velocidades son mucho menores que la de la luz, como ocurre en nuestra vida cotidiana o con el movimiento de los cuerposcelestes. Pero no sirve para partículas como el electrón, que se mueven casi tan rápido como la luz. En tales casos hay que recurrir a la teoría especial de la relatividad de Einstein, que explica lo que sucede cuando los objetos se mueven a velocidades cercanas a las de la luz.
En 1928, el físico inglés Paul Dirac fue el primero en combinar la relatividad y la mecánica cuántica, y así llegó a unaecuación que describe con precisión al electrón. Pero había algo más. Igual que una ecuación simple tiene dos soluciones, la ecuación de Dirac predice también la existencia de una partícula con las mismas propiedades que el electrón, pero con carga positiva: una antipartícula. Y no sólo debía existir una antipartícula para el electrón, sino también para el resto de partículas conocidas.
Eldescubrimiento en 1932 del positrón, la antipartícula del electrón, confirmó la teoría de Dirac y dejó la puerta abierta a una fascinante posibilidad. De la misma manera que las partículas ordinarias forman la materia que nos rodea, también sus correspondientes antipartículas podrían formar átomos de antimateria; es decir, positrones que dan vueltas alrededor de un núcleo compuesto por antiprotones yantineutrones. La antimateria sería el reflejo de la materia, como la casa del espejo lo era del salón de Alicia antes de atravesar el espejo.
La antimateria, ¿fuente de energía?
Cuando la antimateria entra en contacto con la materia se genera una enorme cantidad de energía, más que en cualquier otra reacción conocida en física. Para tener una idea, la aniquilación materia-antimateria es 2 000millones de veces más energética que la combustión de la gasolina y 100 veces más que la fisión nuclear (la energía de los reactores nucleares y las bombas atómicas). Bastaría un gramo de antihidrógeno para producir más energía que la bomba de Hiroshima.
Pero eso no significa que la antimateria sea una fuente de energía útil. El principal inconveniente es que la antimateria que existe en el Universo esmuy escasa, así que lo primero que hay que hacer es fabricarla. Y resulta que éste es un proceso muy poco eficiente, porque se necesita crear millones de antiprotones y positrones para producir unos pocos átomos de antihidrógeno. En definitiva, la energía que se aporta para crear antimateria es mucho mayor que la que se obtiene después cuando se aniquila. Parece casi imposible que en el futuro vayaa existir, por ejemplo, un motor de antimateria como el que propulsa la nave espacial Enterprise de Star Trek.
Supongamos que se pudieran atrapar todos los antiprotones que se producen en el CERN (Organización Europea de Investigaciones Nucleares) y utilizarlos para formar antihidrógeno, algo impensable de momento. Eso nos daría unos 1 000 millones de átomos de antihidrógeno por segundo. O lo quees lo mismo, unos 30 000 billones (3 x 1016) al año. Parece mucho, pero es que si quieres formar un gramo de antihidrógeno se necesitan 6 x 1023 átomos de antihidrógeno. A ese ritmo serían necesarios millones de años para reunir un gramo, algo inviable por mucho que se perfeccionen las técnicas.
El origen de la antimateria
Nuestro Universo está compuesto básicamente de materia ordinaria, así...