Nota introductoria

El extraordinario éxito del bestseller de Dan Brown , Ángeles y demonios , y la no menos extraordinaria reacción del laboratorio del CERN , Spotlight on Angels and Demons , demuestran lo difícil que es mantener un debate racional sobre las implicaciones militares de los llamados principios puros. investigación científica, es decir, del tipo que se lleva a cabo en el CERN.

La cuestión es que durante más de veinte años científicos de renombre han intentado abrir un debate sobre las gravísimas implicaciones militares de la investigación sobre antimateria llevada a cabo en el CERN y en laboratorios similares en todo el mundo.

Esto ha dado lugar a toda una serie de publicaciones de nivel técnico, principalmente en revistas científicas, así como a una serie de artículos en revistas importantes como The New York Times (Huge Production of Antimatter Planning, 27 de agosto de 1985, p. C1 y C3) y Nature (Antimateria subestimada, 26 de febrero de 1987, p. 754), que sin embargo han recibido muy poca atención.

Como ejemplo de publicación de nivel general (con referencias a publicaciones más técnicas) que pide un debate sobre la perspectiva de las bombas de antimateria y sobre el papel de laboratorios como el CERN en la investigación relacionada con estas armas, publicamos el artículo a continuación, que se publicó por primera vez en francés ( La Recherche , París), luego dos veces en inglés ( The World Scientist , Nueva Delhi y Bulletin of Peace Proposals , Oslo), y luego se tradujo total o parcialmente a otros idiomas, incluidos el finlandés y el ruso. , polaco, etc.

En cuanto al libro de Dan Brown, así como a la respuesta del CERN, hay numerosos errores (técnicos y políticos) en ambos.

En particular, el error técnico más importante es sugerir que se necesitan grandes cantidades de antimateria para fabricar una bomba muy poderosa: esto es incorrecto. Como se explica más adelante y lo confirman numerosas publicaciones profesionales (véanse tres recientes al final de esta página web), pequeñas cantidades de antiprotones son suficientes para iniciar enormes explosiones termonucleares.

De hecho, ¡del orden de un microgramo de antiprotones (o antihidrógeno) es suficiente para desencadenar una explosión termonuclear de varias toneladas o de varios kilotones!

En el CERN ( Laboratorio Europeo de Física de Partículas ), la tarde del 17 al 18 de julio de 1986, la antimateria fue capturada en una trampa electromagnética por primera vez en la historia. Debido a las condiciones relativamente precarias de este primer intento exitoso, sólo fue posible conservar los antiprotones durante unos diez minutos.

Sin embargo, esto fue mucho más largo de lo que esperaban los estadounidenses Bill Kells del Fermilab y Gerald Gabrielse

de la Universidad de Washington. Cuando estos investigadores regresen al CERN para otro intento, un aparato mejorado les permitirá literalmente “embotellar” varias decenas o cientos de antiprotones. En definitiva, la perfección de esta técnica les permitirá llevarse a casa una sustancia infinitamente más rara y difícil de obtener que un trozo de Luna.

De este modo podrían realizar, en su propio laboratorio, un experimento importantísimo para la teoría de la unificación de las fuerzas físicas fundamentales, el de comparar, con una precisión superior a una parte por billón, las masas del protón y del antiprotón. .

Otros científicos americanos, esta vez provenientes del laboratorio militar de Los Álamos (donde se perfeccionó la bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial), también están trabajando en Ginebra. Dentro de unos meses, utilizando muchos más recursos y equipos más sofisticados, también esperan capturar y embotellar antiprotones, pero en cantidades mucho mayores.

Como grupo de la Universidad de Washington, se esforzarán por revelar la diferencia de masa entre el protón y su antipartícula.

Pero también intentarán una serie de manipulaciones complejas como la producción de antihidrógeno, la inyección de antiprotones en helio superfluido, la búsqueda de estados metaestables en la materia ordinaria, etc. Varios experimentos cruciales que, en un futuro próximo, deberían ayudar para determinar si la antimateria podría convertirse o no en una nueva fuente de energía nuclear para aplicaciones civiles y militares.

Para los experimentos más delicados, ciertamente podrían traer sus botellas de antimateria antiguas de 1987 o 1988 a Los Álamos.

Allí, en las pacíficas montañas de Nuevo México, podrían perfeccionar armas nucleares libres de lluvia radiactiva, armas de rayos que proyectaran chorros de plasma termonuclear, láseres de rayos gamma o X, u otras armas aún más secretas, todas ellas activadas por antimateria.

Un concepto de más de 40 años…


Paradójicamente, por muy futuristas y revolucionarias que puedan parecer estas armas, la importancia militar de la antimateria [1] , siempre que pueda producirse, es tan antigua como la ciencia ficción que ha estado hablando de ella.

Por ejemplo, es muy posible que Edward Teller , el padre de la bomba H estadounidense , ya tuviera ideas de posibles aplicaciones militares cuando publicó en 1947, con Enrico Fermi , un artículo que trataba la captura de partículas negativas más pesadas que los electrones por la materia. [2] .

Es igualmente significativo observar que desde 1945, aproximadamente la mitad de las publicaciones no clasificadas de Teller y muchos artículos publicados por Andrei Sakarov , el padre de la bomba H soviética , se ocupan de una forma u otra de la antimateria.

De hecho, en 1950, dos años antes de la explosión de la primera bomba H, ya se estudiaba la ignición por antimateria de una mezcla de deuterio y tritio.

Sin embargo, como se muestra por ejemplo en un artículo de AS Wightman [4] (que estudia específicamente el problema de la captura de antiprotones por el deuterio y el tritio), o en un artículo de J. Ashkin , T. Auerbach y R. Marschak [5] (tratando de calcular el resultado de la interacción entre un antiprotón y un núcleo de materia ordinaria), el mayor problema en aquel momento era que no había datos experimentales sobre los que se pudiera hacer una predicción precisa de lo que sucedería, por ejemplo , cuando se encontraron un protón y un antiprotón.

Sin embargo, argumentos teóricos bien fundamentados ya permitieron comprender bien las dos características esenciales de la llamada reacción de aniquilación, una reacción en la que las masas de una partícula y su antipartícula se transforman totalmente en energía.

Estas dos características siguen siendo válidas hoy y justifican plenamente el interés por la antimateria.

La primera es que la liberación de energía utilizable por unidad de masa es mayor en la aniquilación que en cualquier otra reacción nuclear. Una aniquilación protón-antiprotón libera 300 veces más energía que una reacción de fisión o fusión.

La segunda, es que cuando la antimateria se acerca a la materia, la aniquilación comienza por sí sola, sin necesidad de una masa crítica como en la fisión, y sin la energía de ignición necesaria en la fusión.

En resumen, un desencadenante nuclear ideal, siempre que se encuentren métodos para producir y manipular cantidades suficientes de antimateria. Pero, en aquel momento, no se sabía cómo y cuándo se podía producir la antimateria, y aún quedaban pendientes una serie de cuestiones fundamentales sobre la aniquilación. En consecuencia, durante varios años, la investigación aplicada se concentró en técnicas más prometedoras a corto plazo, aunque menos elegantes para los teóricos.

Así, el problema de encender la bomba H se resolvió utilizando una bomba A como disparador, y la existencia del antiprotón siguió siendo teórica hasta 1955.


La producción de los primeros antiprotones.


Históricamente, la primera antipartícula jamás observada fue el antielectrón , también llamado positrón. Fue descubierto en 1932 por Carl David Anderson , quien mientras observaba la radiación cósmica, notó una partícula de la misma masa que el electrón, pero de carga opuesta.

Evidentemente se hicieron muchos intentos para descubrir el antiprotón, utilizando el mismo método, pero sin éxito.

Con los detectores disponibles en ese momento y conociendo sólo su masa y carga eléctrica, era prácticamente imposible identificar con certeza el antiprotón dentro de la radiación cósmica. Tuvo que ser producido artificialmente. Para ello se necesitaba un acelerador mucho más potente que todo lo construido hasta ese momento.

En pocas palabras, así es como se produce la antimateria: los protones se aceleran cerca de la velocidad de la luz y luego se proyectan hacia un objetivo.

La colisión resultante es tan violenta que parte de la energía se transforma en pares partícula-antipartícula. Una vez construido este acelerador en 1955 en Berkeley, se “vistieron” los antiprotones por primera vez.

Al inyectarlos en un detector lleno de hidrógeno líquido, se vio que la energía liberada en el encuentro explosivo de un antiprotón y un protón se rematerializaba en una dispersión de otras partículas, esencialmente piones , que se disparaban en todas direcciones y se llevaban consigo la mayoría de las partículas. de la energía de aniquilación. Pero Edward Teller y su alumno Hans-Peter Duerr no se detuvieron ahí [6] .

 

En 1956, propusieron una hipótesis: si en lugar de aniquilarse con un simple núcleo de hidrógeno, el antiprotón se aniquilara con un protón o un neutrón situado en el corazón de un átomo complejo, como el carbono o el uranio, el núcleo en cuestión explotaría literalmente.

Esto daría lugar a una deposición de energía local muy grande, lo que sacaría a la luz, en teoría, muchas aplicaciones civiles y militares de la antimateria.

Pasaron treinta años antes de que se concibiera el complejo de máquinas necesarias para acumular y frenar los antiprotones. El único sistema de este tipo en el mundo [7] se encuentra en el CERN (Fig.1).

armas de antimateria 1

Figura 1 :

Reservorio portátil de antimateria

 

Los antiprotones producidos en el CERN pueden “embotellarse” en una trampa Penning y enviarse por correo terrestre o aéreo a un laboratorio industrial o militar. El componente más grande de esta “botella” es un Dewar de nitrógeno líquido necesario para enfriar la propia trampa Penning, ubicada en la parte inferior del equipo, a la altura del sistema de inyección/extracción de antiprotones .

(Universidad del Estado de Pensilvania.)

Finalmente, fue posible estudiar, a gran escala, el encuentro de los antiprotones con los núcleos.

Como resultado, se ha podido demostrar que la deposición de energía, aunque menor de lo que Teller (u otros más recientemente [8] ) esperaban, es suficiente para asegurar la viabilidad de las aplicaciones militares de la antimateria.

Por otro lado, debido a su altísimo coste y a la enorme cantidad de energía necesaria para producirla, también ha quedado claro que la antimateria nunca podría convertirse en una fuente de energía utilizable para una central eléctrica.

Gracias a los resultados del CERN, pudimos publicar en agosto de 1985 una estimación del número de antiprotones necesarios para iniciar reacciones termonucleares, ya sea para encender una bomba H o para desencadenar la microexplosión de una pastilla de combustible termonuclear [ 9] .

Hemos descubierto así que es posible construir una bomba H, o una bomba de neutrones, en la que los tres a cinco kilogramos de plutonio sean sustituidos por un microgramo de antihidrógeno .

El resultado sería una bomba llamada “limpia” por los militares, es decir, un arma prácticamente libre de lluvia radioactiva , debido a la ausencia de materiales fisionables (Fig.2).

armas de antimateria 2

Figura 2 :

La antimateria desencadenó la bomba de hidrógeno

 

Es posible construir un arma termonuclear en la que los tres o cuatro kilogramos de plutonio necesarios para la ignición sean sustituidos por un microgramo de antihidrógeno .

En esta hipotética bomba, la antimateria se encuentra en el centro en forma de una bolita de una décima de mm de diámetro. Está rodeado y aislado del combustible termonuclear (una esfera hueca de Li 2 DT de 100 g).

Después de la compresión mediante lentes explosivas, el combustible entra en contacto con el antihidrógeno .

Las reacciones de aniquilación comienzan espontáneamente, proporcionando la energía para encender el combustible termonuclear. Si el grado de compresión elegido es alto, se obtiene una bomba con efectos mecánicos aumentados, y si es bajo, una bomba de neutrones (ver La Recherche de septiembre de 1983).

En ambos casos, el efecto del pulso electromagnético y la lluvia radiactiva son sustancialmente menores que los de una bomba A o H convencional del mismo rendimiento (1 kt).


El renovado interés militar


Para que tal uso militar sea realista, se necesita una tecnología capaz de producir suficientes antiprotones para al menos una activación de antimateria por día.

Esto corresponde a una tasa de producción mínima de 10,13 antiprotones por segundo, seis órdenes de magnitud mayor que la del CERN actual (10,7 antiprotones por segundo). Pero, en teoría, existen numerosas formas de aumentar esta tasa [9] .

Lo que no sabíamos es que desde el verano de 1983, la Corporación RAND había estado llevando a cabo un estudio para la Fuerza Aérea de los EE.UU., “examinando las posibilidades de explotar la alta liberación de energía procedente de la aniquilación de materia-antimateria” [10] . Preocupaciones similares también habían surgido en la Unión Soviética [11] . El estudio RAND se completó en 1984.

La versión publicada en 1985 constituye una evaluación seria de las posibilidades de desarrollo de tal empresa, teniendo en cuenta sus aplicaciones militares.

Según este documento, en los próximos cinco a siete años debería realizarse una evaluación definitiva de la posibilidad de producir y manipular 1013 antiprotones por segundo, y la construcción de depósitos de antiprotones transportables; Muchos problemas tecnológicos importantes pueden estudiarse con partículas ordinarias en lugar de antiprotones.

Este mismo informe menciona cuatro categorías principales de aplicaciones:

  • ‘propulsión’ (combustible para cohetes antimisiles ultrarrápidos)

  • ‘Generadores de energía’ (ligeros y ultracompactos para plataformas militares en órbita)

  • ‘armas de energía dirigida’ ( rayos de antihidrógeno o láseres bombeados que dependen de una liberación de energía de muy corta duración)

  • ‘”roles de armas especiales adicionales clasificadas”‘ (varias bombas activadas por antimateria)

Además de las ventajas relacionadas con su altísima densidad energética y su facilidad de ignición, la aniquilación tiene dos características importantes:

La liberación de energía en una explosión de materia-antimateria es extremadamente rápida (de diez a mil veces más corta que una explosión nuclear), y la mayor parte de la energía se emite en forma de partículas cargadas de luz muy energéticas (la relación energía-masa de la explosión). Los piones emitidos en la aniquilación son dos mil veces mayores que la proporción correspondiente a los productos de reacción de fisión o fusión).

Con la ayuda de campos magnéticos se pueden crear haces de piones muy intensos , del orden de 100 megaamperios por microgramo de antiprotones.

Estos rayos, si se dirigen a lo largo del eje de un dispositivo adecuado, pueden accionar un generador magnetohidrodinámico, generar un haz de ondas electromagnéticas, desencadenar una explosión termonuclear cilíndrica o bombear un potente láser de rayos X.

En el último caso, por ejemplo, la energía de los piones podría utilizarse para transformar, en un plasma muy uniforme, un largo cilindro de una sustancia como el selenio, cuyos átomos ionizados tienen estados excitados favorables a la emisión y amplificación espontánea de X-coherentes. rayos.

Pero este es sólo uno de los muchos conceptos que permiten, gracias a la antimateria, concebir láseres de rayos X con eficiencias entre diez y mil veces superiores a las de cualquier otra fuente de energía conocida.

Para perfeccionar estas aplicaciones son necesarios varios experimentos, que sólo pueden realizarse con antimateria.

Mientras los antiprotones fabricados en Europa (en territorio suizo) puedan embotellarse y traerse de regreso a los Estados Unidos, la Corporación RAND concluye que una instalación de producción/acumulación, como la del CERN, aunque deseable, no sería en el futuro. En un futuro próximo deberán construirse en Estados Unidos [12] .


¿Investigación fundamental o investigación militar?


En vista de su considerable potencial estratégico (por ejemplo, la antimateria parece ser una fuente de bombeo particularmente interesante para los láseres de rayos X de la Guerra Estelar ), no sorprende en absoluto que los científicos soviéticos y estadounidenses interesados ​​en las posibles aplicaciones de la antimateria estén ansiosos por venir al CERN, que actualmente tiene al menos cinco años de ventaja en tecnología de antimateria.

En este contexto, tampoco sería sorprendente que se cometiera un error garrafal…

En efecto, para los equipos de físicos estadounidenses provenientes de laboratorios de armas, la justificación oficial para su llegada al CERN es realizar investigaciones fundamentales, pura investigación científica.

A principios de julio de 1986, estos mismos estadounidenses debían viajar a Madrid, donde se dedicó una sesión completa de la Cuarta Conferencia Internacional sobre Sistemas Nucleares Emergentes a los conceptos de energía de antimateria. En esta misma conferencia íbamos a presentar el punto de vista de que las únicas aplicaciones realistas de la energía de aniquilación estaban en el ámbito militar [13] .

Para sorpresa de todos, los estadounidenses no vinieron.

Diez días antes de la conferencia, anunciaron su retirada sin dar explicaciones convincentes. Los participantes rápidamente se dieron cuenta de que las autoridades americanas sin duda habían reevaluado la importancia militar de la antimateria, y probablemente habían impedido que los científicos de Los Álamos vinieran a Madrid [14] .

Exponiendo así que los científicos que trabajaban en el CERN, y que provenían de un laboratorio de armas no europeo, tenían intereses de investigación distintos de los fundamentales, que eran obviamente sensibles desde el punto de vista militar.


Consecuencias estratégicas y políticas


Independientemente de si las armas termonucleares activadas con antimateria son realizables o no, o si otras armas que utilizan energía de aniquilación son factibles o no, el hecho de que una cantidad relativamente pequeña de antimateria pueda desencadenar una explosión termonuclear muy poderosa crea serios problemas para el futuro del equilibrio estratégico.

De hecho, los tratados de control de armamentos actualmente en vigor se refieren únicamente a dispositivos y materiales relacionados con la fisión [15] : bombas atómicas, reactores nucleares y materiales fisionables.

Al eliminar la espoleta de fisión de las armas termonucleares, cualquier país que posea la capacidad podría construir libremente bombas H activadas con antimateria y bombas de neutrones, y colocarlas en cualquier lugar, incluido el espacio ultraterrestre.

Por otra parte, incluso si los obstáculos técnicos impidieran, por ejemplo, la construcción real de armas de antimateria en el campo de batalla, las microexplosiones provocadas por la antimateria aún permitirían que se realizaran explosiones termonucleares de tamaño pequeño y mediano en el laboratorio.

Esta posibilidad reduciría considerablemente la necesidad de explosiones nucleares subterráneas, haciendo ineficaz cualquier intento de frenar la carrera armamentista mediante un eventual tratado de prohibición completa de los ensayos nucleares [16] .

Un laboratorio de pruebas nucleares de este tipo podría basarse en un gran acelerador de iones pesados​​[16] , que proporcionaría un medio para la producción masiva de antimateria, así como un motor para estudiar la compresión y explosión de pastillas de combustible termonuclear.


Referencias y notas

[1] J. Grinevald, A. Gsponer, L. Hanouz y P. Lehmann: La quadrature du CERN. Ediciones d’En Bas, CH-1017 Lausana (1984).
[2] E. Fermi y E. Teller: La captura de mesotrones negativos en la materia. Física. Rev. 72 (1947) 399–408.
[3] AD Sajarov: Oeuvres scientifiques, Ediciones antropos, París (1984).
[4] AS Wightman: Moderación de mesones negativos en Hidrógeno I: Moderación desde altas energías hasta captura por una molécula de H2. Física. Rev. 77 (1950) 521–528. (Nota: la parte II de este artículo nunca se ha publicado).
[5] J. Ashkin, T. Auerbach y R. Marschak: Nota sobre un posible proceso de aniquilación de protones negativos. Física. Rev. 79 (1950) 266–271.
[6] H.-P. Duerr y E. Teller: Interacción de antiprotones con campos nucleares. Física. Rev. 101 (1956) 494–495.
[7] A finales de 1986 se pondrá en funcionamiento un sistema de producción y refrigeración de antiprotones en el Fermilab, cerca de Chicago. Sin embargo, no existen planes definitivos para construir un sistema de desaceleración como LEAR (Fig.1). En lo que respecta a la Unión Soviética, se dispone de pocos detalles sobre el estado de sus proyectos con antimateria.
[8] MR Clover et al.: Interacciones antiprotón-núcleo de baja energía. Física. Rev. C26 (1982) 2138-2151.
[9] A. Gsponer y J.-P. Hurni: Fusión inducida por antimateria y explosiones termonucleares. Atomkernenergie–Kerntechnik 49 (1987) 198–203.
[10] BW Augenstein: Conceptos, problemas y oportunidades para el uso de la energía de aniquilación. Preparado para la Fuerza Aérea de los Estados Unidos, RAND Note N-2302-AF/RC, junio (1985).
[11] NA Vlasov: La aniquilación como proceso energético. Energía atómica soviética 44 (1978) 40–45.
[12] Referencia 10, página 43.
[13] A. Gsponer y J.-P. Hurni: A href=”http://www.arXiv.org/abs/physics/0507114″>La física de la fusión inducida por antimateria y las explosiones termonucleares. Actas de la Cuarta Conferencia Internacional sobre Sistemas de Energía Nuclear Emergentes, Madrid, 30 de junio/4 de julio de 1986 (World Scientific, Singapur, 1987) 166–169.
[14] Los títulos de las comunicaciones retiradas eran los siguientes:

  • W.Saylor, S. Howe, D. Holtkamp, ​​M. Hynes (artículo invitado): Fábrica de producción de antimateria: compensaciones de sistemas.

  • MH Holzscheiter: Almacenamiento de antiprotones: un nuevo concepto para los sistemas energéticos del futuro.

  • LJ Campbell: Almacenamiento de antiprotones en materia condensada: la promesa, las perspectivas.

  • S. Howe (artículo invitado): Uso de productos de aniquilación de antimateria para producir energía utilizable para aplicaciones espaciales.
    NB .: Steve Howe, del Laboratorio Nacional de Los Álamos, autor de dos de las cuatro comunicaciones retiradas, es el “físico y escriba seguidor” mencionado por Dan Brown en los agradecimientos de su libro Angels and Demons.

[15] A. Gsponer, B. Jasani y S. Sahin: Sistemas de energía nuclear emergentes y proliferación de armas nucleares. Atomkernenergie/Kerntechnik 43 (1983) 169-174.
[16] C. Deutsch: Fusión por confinamiento inercial impulsada por intensos haces de iones. Annales de Physique 11 (febrero de 1986) 1–111.


Apéndice – Producción y almacenamiento de antiprotones.


La teoría cuántica relativista predice la existencia de dos tipos de partículas elementales que aparecen en pie de igualdad con respecto a las ecuaciones fundamentales.

Por tanto, para cada partícula existe una antipartícula que tiene la misma masa y espín pero carga eléctrica opuesta. Además, las partículas y antipartículas pueden aparecer o desaparecer en pares, debido a la transformación de energía en materia y viceversa.

Los antiprotones y positrones son probablemente las únicas formas de antimateria que podrán fabricarse, en cantidades sustanciales, en un futuro próximo.

Se producen acelerando protones (u otras partículas) a energías tales que, cuando chocan con un objetivo, una parte de la energía se transforma en pares partícula-antipartícula. En la práctica, cuando se utiliza un objetivo fijo, en función de la energía invertida, el rendimiento máximo de producción de antiprotones se produce cuando los protones se aceleran a una energía de aproximadamente 120 Gev.

Dado que en menos de una colisión de cada treinta se produce un antiprotón y que la masa de un antiprotón corresponde sólo a 0,94 GeV, la eficiencia energética es muy pobre. Desde este punto de vista, una mejor solución sería utilizar un anillo colisionador en el que los antiprotones se producirían mediante colisiones frontales de protones que giran en direcciones opuestas.

En teoría, se podría obtener un rendimiento aún mayor si se pudieran recrear en el laboratorio condiciones similares al “Big Bang” original, condiciones en las que la producción de protones-antiprotones se vuelve espontánea.

Estas condiciones podrían encontrarse en plasmas de quarks y gluones, que podrían producirse en colisiones de iones pesados ​​de alta energía, que actualmente son objeto de intensa investigación [C] .

Una vez creados los antiprotones (con todo un espectro de velocidades y direcciones), el siguiente paso consiste en capturarlos antes de que interactúen con la materia.

Se trata de un problema mucho más difícil de resolver que el de la producción. Pasaron casi treinta años antes de que se encontrara una solución en el CERN. Esto requirió la invención del “enfriamiento estocástico”, una técnica para disminuir el ancho de la distribución de la velocidad del antiprotón (ver La Recherche , abril de 1984, páginas 508-511).

Entonces es posible concentrar los antiprotones recogidos en un haz muy pequeño, acumularlos en anillos de almacenamiento y, finalmente, ralentizarlos hasta alcanzar energías tales que puedan detenerse en trampas electromagnéticas.

En una trampa de Penning , las partículas están confinadas radialmente por un campo magnético y axialmente por un campo electrostático. Una trampa cilíndrica de este tipo sirvió como anfitrión durante los recientes experimentos en el CERN, en los que por primera vez se embotellaron antiprotones. También atrapó continuamente un solo electrón durante más de diez meses en la Universidad de Washington. Para almacenar antiprotones durante años, se necesita un vacío superior a 10-18 torr.

Esto sólo se puede obtener en recintos sellados (después del llenado) y enfriados a la temperatura del helio líquido.

Por tanto, es prácticamente imposible medir el nivel de vacío, por lo que realizar el experimento en sí es la única forma de verificar la técnica. Si este método tiene éxito, será posible fabricar botellas transportables con una capacidad de 10 12 a 10 13 antiprotones [E] .

Entonces comenzará la etapa decisiva para las aplicaciones prácticas de la antimateria: ¿será posible desarrollar técnicas de almacenamiento adecuadas, simples y compactas? Para ello, se están considerando dos enfoques principales.

El primero consiste en producir antihidrógeno combinando antiprotones con positrones, y luego intentar formar gránulos sólidos de antihidrógeno que puedan almacenarse y manipularse con la ayuda de diversas técnicas de levitación electromagnética y óptica. Se obtendrían densidades de almacenamiento muy altas, pero sólo en recintos criogénicos y en vacíos extremadamente buenos.

La solución más atractiva sería almacenar los antiprotones en materia ordinaria.

De hecho, si todas las partículas de antimateria tienen tendencia a aniquilarse espontáneamente al entrar en contacto con la materia (ya sea por efectos de atracción electromagnética en el caso de positrones y antiprotones, o fuerzas de van der Waals para el antihidrógeno ), la existencia de estados metaestables de Los antiprotones en la materia condensada no se pueden descartar a priori [F] .

Por ejemplo, si un átomo de antihidrógeno de muy baja energía se difunde en un sólido, se mueve hasta que su positrón se aniquila con un electrón.

El antiprotón puede entonces tomar el lugar de este electrón y, bajo algunas condiciones, permanecer confinado en ciertos puntos dentro de la estructura cristalina. Actualmente se desconoce el tipo de sustancia a utilizar, pero se dispone de una enorme variedad de compuestos químicos y tipos de cristales para la búsqueda de un material óptimo.

Aún se podrían descubrir otras soluciones menos obvias. Por ejemplo, los antiprotones podrían, como lo hacen los electrones cuando se colocan en helio líquido, formar una burbuja en cuyo centro podrían subsistir indefinidamente [F] .

Además, al igual que los pares de electrones responsables de la superconductividad, los antiprotones podrían formar pares de Cooper si se colocan en un metal, volviéndose así incapaces de perder energía cinética por choque y, por tanto, de aniquilarse.

F

 

Por jaime