La antimateria, el material más caro del mundo que cuesta US$62 billones el gramo: viajes al espacio y más avances
Este elemento ofrece avances en tratamientos contra el cáncer y exploración espacial, con empresas que lo estudian para viajes interestelares, lo que podría revolucionar la tecnología actual.
La antimateria es el material más caro del mundo. Estudiarla a fondo ha sido un desafío, principalmente debido al elevado precio asociado con su producción en laboratorio (alrededor de US$62.500 millones por cada miligramo generado) y a su extremadamente corta duración. Además del costo, este material que no se produce en la Tierra, se produce únicamente en un país de Europa.
En 1995, el Centro Europeo para la Investigación Nuclear (CERN) logró la creación del primer antiátomo. Este grupo de físicos europeos consiguió sintetizar un átomo de antimateria de hidrógeno, conocido como antihidrógeno, el cual está formado por un positrón que orbita alrededor de un antiprotón.
Ingenieros de la CERN añaden helio líquido al sistema para mantener la antimateria a menos 270 grados celcius, la temperatura más fría posible cerca del cero absoluto. Foto: BBC
El material más caro del mundo: ¿qué es la antimateria?
La antimateria se define como un tipo de materia compuesta por antipartículas, en contraste con las partículas ordinarias. Aunque es similar a la materia común, su distinción radica en la carga eléctrica de las partículas y ciertos números cuánticos. Por ejemplo, el antielectrón o positrón es la antipartícula del electrón y posee las mismas propiedades, excepto que su carga es positiva. "Es el reverso de la materia, uno de los aspectos más fascinantes y desconocidos de la física", explica Beatriz Gato, experta del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC).
Cuando la antimateria interactúa con la materia, ambas se aniquilan mutuamente en cuestión de instantes, liberan grandes cantidades de energía en forma de fotones de alta energía (rayos gamma) y otros pares de partículas elementales. Los átomos compuestos por antipartículas no se encuentran naturalmente en el universo, ya que se aniquilarían al entrar en contacto con la materia ordinaria. Sin embargo, se ha logrado crear una pequeña cantidad de antiátomos en experimentos especializados.
Explicación gráfica de la antimateria. Foto: BBC
La antimateria: ¿en qué único país se produce?
La antimateria se genera de forma natural en las radiaciones cósmicas que impactan la Tierra, pero también se puede producir en laboratorios especializados. El único país que produce antimateria de manera significativa es Suiza, donde se encuentra el CERN, la mayor fábrica de antimateria del mundo. En esta instalación, una parte menos conocida de este complejo es la Factoría de Antimateria, donde se separan las partículas de sus antipartículas y se mantienen confinadas para evitar su aniquilación.
A pesar de llevar casi 30 años en funcionamiento, la Factoría de Antimateria ha logrado producir únicamente un nanogramo de antimateria, lo que equivale a la milmillonésima parte de un gramo. Con la tecnología actual, se estima que se necesitarían alrededor de 60.000 millones de años para obtener un gramo de antiprotones. La dificultad no solo radica en la producción, sino también en la conservación de estos antiprotones. Como señala la física Gato, si se pudieran almacenar todos los antiprotones generados en el CERN durante un año, su aniquilación con protones solo sería capaz de suministrar la energía suficiente para mantener encendida una bombilla durante 30 segundos.
CERN es, en la actualidad, el laboratorio de investigación básica más importante del mundo, con laboratorios y otras instalaciones que ocupan una superficie de aproximadamente 600 hectáreas. Foto: CERN
¿Para qué sirve la antimateria?
La antimateria tiene un potencial fascinante en diversas aplicaciones científicas y tecnológicas. Actualmente, con solo un puñado de antipartículas, se pueden realizar asombrosas visualizaciones, como observar el crecimiento de tumores y cómo se comunican las neuronas. Además, su uso podría revolucionar los viajes espaciales y permitir alcanzar velocidades inimaginables.
Empresas como Positron Dynamics están investigando cómo utilizar motores de antimateria para viajar a Próxima Centauri en solo 40 años, en contraste con los 30.000 años requeridos por la tecnología actual. La NASA también está desarrollando cohetes capaces de llegar a Marte en unas pocas semanas, en lugar de los siete meses que toma hoy. Elon Musk ha señalado que "los motores de antimateria son el billete de la humanidad para los viajes interestelares".
Elon Musk, con SpaceX, ha diseñado planes para conquistar el turismo espacial. Foto: Orlando Sentinel
A pesar de sus altos costos y la complejidad de su producción y manejo, la antimateria ya tiene aplicaciones prácticas en campos como la medicina. Se están llevando a cabo investigaciones sobre el uso de antiprotones en terapias contra el cáncer, tomografías por emisión de positrones (PET), que sugieren que podrían ser más efectivos que las técnicas actuales de radioterapia.
PET es un procedimiento en el que se inyecta una pequeña cantidad de glucosa (azúcar) radiactiva en una vena y se utiliza un escáner para crear imágenes computarizadas detalladas de las áreas del interior del cuerpo donde se absorbe la glucosa. Foto: Terese Winslow/Instituto Nacional de Cáncer de Estados Unidos
La aniquilación de materia y antimateria libera una cantidad de energía extraordinaria: un kilogramo de esta reacción sería 10.000 millones de veces más productivo que cualquier reacción química y 10.000 veces más que la fisión nuclear. Si se logra controlar y aprovechar esta energía, podría transformar radicalmente industrias enteras y permitir, por ejemplo, que 10 miligramos de antimateria impulsen una nave espacial hasta Marte.