Esta es la sustancia mas cara del Planeta

Cómo los electrones y su contraparte de antimateria, los positrones, interactúan entre sí alrededor de una estrella de neutrones (Crédito de la imagen: Space.com)

Por Aditya Sharma

Traducido por L. Domenech

La antimateria es una de las sustancias conocidas más valiosas y escasas de nuestro universo, y es posible que podamos obtenerla.

Antimateria. Una sustancia de la que puede que hayas oído hablar antes, pero que no sabes muy bien qué es exactamente. La antimateria es casi idéntica a la materia regular, compuesta de las mismas propiedades y las mismas habilidades para formar átomos y moléculas que forman la materia tal como la conocemos. Sin embargo, hay una diferencia clave entre ambos asuntos, la antimateria tiene la carga opuesta. Puede pensar que esta no es una diferencia crucial, sin embargo, esta diferencia es la razón por la que un solo gramo de antimateria cuesta la friolera de $ 62.5 billones por gramo. Entonces, ¿qué es la antimateria y por qué es tan cara? Vamos a averiguar por que.

¿Qué es la antimateria?

La antimateria es lo opuesto a la materia normal. Más exactamente, las partículas subatómicas de antimateria están compuestas de partes opuestas a las de la "materia normal". La carga eléctrica de esas partículas se invierte, por lo que se considera que son opuestas entre sí.

Esto significa que en lugar de tener protones y electrones como la materia, la antimateria está compuesta de antiprotones y positrones. La antimateria se creó junto con la materia después del Big Bang, pero la antimateria es rara en el universo actual y los científicos no están seguros de por qué. Cuando ocurrió el Big Bang, creó cantidades iguales de materia y antimateria, sin embargo, se teoriza que la materia tal como la conocemos hoy era más dominante, lo que llevó a que la "materia" se apoderara del universo y la antimateria casi desapareciera de la existencia.

Aquí hay una imagen de lo que sería un átomo de hidrógeno en la materia regular en comparación con un átomo de antihidrógeno en la antimateria.

La razón por la que la antimateria desapareció del Big Bang y se descubrió recientemente en las últimas dos décadas es por su explosividad. Dado que la antimateria y la materia tienen cargas opuestas, explotarían instantáneamente si chocaran. Por el momento, los científicos no están seguros de cómo la materia regular fue dominante sobre la antimateria, según la teoría del Big Bang:

“El universo comenzó con la producción de cantidades iguales de materia y antimateria. Dado que la materia y la antimateria se anulan entre sí, liberando luz a medida que se destruyen entre sí, solo debería existir una minúscula cantidad de partículas (en su mayoría solo radiación) en el universo ".

Dado que hubo una cantidad igual de materia y antimateria producida en el Big Bang, en teoría, todas las partículas deberían haber chocado y aniquilado entre sí, sin embargo, la materia "regular" salió victoriosa, razón por la cual los científicos están confundidos sobre qué es exactamente lo que sucedió.

Era una imagen de cómo los científicos visualizan el Big Bang. (Crédito de la imagen: DualDove)

¿Por qué es tan cara?

La antimateria es bastante cara por varias razones, pero las principales son porque es una de las sustancias más raras y escasa del universo. Se necesita mucho tiempo y esfuerzo para producir un solo gramo de antimateria, y es realmente difícil almacenar antimateria sin destruirla. Por el momento, los humanos han producido solo una minúscula cantidad de antimateria.

Todos los antiprotones creados en el acelerador de partículas Tevatron de Fermilab suman solo 15 nanogramos. Los hechos en el CERN ascienden a aproximadamente 1 nanogramo. Para producir un gramo singular de antimateria, se estima que costaría alrededor de $ 62,5 billones. Esto puede parecer mucho, sin embargo, un gramo equivale a 1,000,000,000 nanogramos, lo que significa que tomará años de arduo trabajo y determinación en el CERN crear un gramo.

Este es el Gran Colisionador de Hadrones, y es el colisionador de partículas más grande y de mayor energía del mundo. A través de este acelerador de 27 kilómetros de longitud, se producen partículas de antimateria con colisiones de alta velocidad. (Crédito de la imagen: CERN)

Hay varios obstáculos que nos impiden producir antimateria a un ritmo más rápido que ahora, y uno de ellos es almacenar con éxito partículas de antimateria. Dado que la antimateria tiene la carga opuesta a la materia, si se almacenara en un recipiente normal, reaccionaría con las partículas de la materia en el recipiente y explotaría instantáneamente.

Para almacenar con éxito las partículas de antimateria, los científicos deben mantenerlas en un campo magnético especial que evita que las partículas de antimateria toquen cualquier otra parte del contenedor. Una vez que se mantienen en los contenedores, los científicos pueden estudiarlos a fondo, pero no por mucho tiempo, ya que eventualmente explotarán.

¿Qué puede hacer?

Por el momento, la antimateria es cara y escasa. Sin embargo, una vez que creemos antimateria a un ritmo más eficiente y tengamos un lugar seguro para almacenarla, contaremos con una plétora de formas en las que la antimateria podría ayudar en la medicina, la ciencia y más.

La antimateria se usa en medicina de varias maneras, una de ellas incluye PET (tomografía por emisión de positrones). La PET usa positrones para producir imágenes de alta resolución del cuerpo muy superiores a las radiografías, lo que puede ayudarnos a ver ciertos problemas en nuestro cuerpo que quizás no hubiéramos sabido si usamos una radiografía. Además, los científicos del proyecto ACE del CERN han estudiado la antimateria como un candidato potencial para la terapia del cáncer.

Aquí hay un diagrama detallado de cómo se crea la antimateria en el LHC del CERN. (Crédito de la imagen: EP-news)

Además, la antimateria puede ayudar en varios otros campos además de la medicina, uno de ellos incluye la ciencia y la exploración espacial. Cuando las partículas de antimateria interactúan con las partículas de materia, se aniquilan entre sí y producen energía.

Esto ha llevado a los ingenieros a especular que una nave espacial propulsada por antimateria podría ser una forma eficiente de explorar el universo, ya que podría proporcionar suficiente energía para acercarse a la velocidad de la luz, o potencialmente tener la misma velocidad que la luz.

Una vez que podamos proporcionar una forma más eficiente de producir antimateria en abundancia, hacer que el proceso sea menos costoso y que sea más fácil de almacenar, la humanidad podrá explorar el espacio, crear medicinas e instrumentos, y más con facilidad.

En resumen, la antimateria tal como la conocemos hoy en día es escasa, muy costosa y difícil de almacenar. Cuando ocurrió el Big Bang, se suponía que había una cantidad igual de materia y antimateria para distribuirse por todo el universo, sin embargo, por alguna razón, la antimateria y la materia se cancelaron mutuamente, sin embargo, la materia de alguna manera era dominante. Por lo tanto, la antimateria ha sido una de las sustancias más raras de nuestro universo, razón por la cual un par de décadas antes descubrimos esta sustancia única.

Día a día, a medida que se realicen más investigaciones en varios institutos y se produzca más y más antimateria (nanogramos), un día, eventualmente, podremos encontrar una manera eficiente de obtener antimateria en abundancia y poder aprovechar su verdadero potencial.

El artículo se puede leer en su versión original en inglés en Medium / Techtalkers