En busca de la antimateria

El nuevo colisionador de antimateria del Laboratorio Nacional Fermi, de Batavia (Illinois), es mucho más potente que los desintegradores de átomos que existen en Europa. Un logro que los investigadores norteamericanos viven como un triunfo, porque dos de sus colegas europeos-los doctores Carlo Rubbia y Simon van der Meer, del Laboratorio Europeo de Física de las Partículas, que tiene su base en Ginebra- ganaron el Premio Nobel el año pasado por su diseño de un colisionador de antimateria y por los descubrimientos que lograron con él.Es más, la nueva factoría e Fermilab, con una inversión de 38...

El nuevo colisionador de antimateria del Laboratorio Nacional Fermi, de Batavia (Illinois), es mucho más potente que los desintegradores de átomos que existen en Europa. Un logro que los investigadores norteamericanos viven como un triunfo, porque dos de sus colegas europeos-los doctores Carlo Rubbia y Simon van der Meer, del Laboratorio Europeo de Física de las Partículas, que tiene su base en Ginebra- ganaron el Premio Nobel el año pasado por su diseño de un colisionador de antimateria y por los descubrimientos que lograron con él.Es más, la nueva factoría e Fermilab, con una inversión de 38 millones de dólares (unos 6.200 millones de pesetas), tiene en vilo a los físicos de partículas de todo el mundo. La producción de antimateria en gran escala se considera como un gran avance hacia la consecución de los sueños de los motores de cohetes para los viajes interestelares, la producción rentable de enormes cantidades de energía e intrépidas terapias médicas, al lado de nuevas y devasta doras bombas.

El gran interés se debe a las enormes cantidades de energía desprendida de la reacción entre la materia y la antimateria. Es el único lugar de la naturaleza donde la ley de Einstein de la equivalencia de la energía y la materia -la famosa ecuación e = mc2 (energía igual a la masa por el cuadrado de la rapidez de la luz)- se demuestra en su totalidad.

Por el contrario, las reacciones de fisión y fusión de las armas nucleares desprenden. minúsculas cantidades de energía que, de todas formas, permite a las cabezas nucleares obtener su espectacular potencia. Las reacciones de fisión solamente convierten el 0,09% de la masa atómica en energía. Las reacciones de fusión tienen mayor rendimiento, convirtiendo cerca del 0,4% de la masa en energía. Pero en las reacciones de materia y antimateria el rendimiento de la conversión es del ciento por ciento.

La antimateria es igual que la materia normal que nos rodea (por ejemplo, tiene la misma masa y otras cualidades), excepto que su carga eléctrica es negativa y por alguna razón inexplicable parece ser muy rara en nuestro universo. De todas formas, los experimentos de laboratorio han demostrado que por cada partícula subatómica hay una antipartícula; por cada electrón, un antielectrón; por cada gluón, un antigluón; por cada protón, un antiprotón, etcétera.

La carrera del antiprotón avanza mediante la inversión de 84 millones de dólares (unos 10.000 millones de pesetas) en aumentar el desintegrador de átomos existente. El viejo desintegrador de Fermilab impulsa los protones hasta energías de aproximadamente un billón de electron-volt, o un tev, en lenguaje físico. El aumento implica la inyección de antiprotones. La factoría de antiprotones de Fermilab producirá 100.000 millones de antiprotones por hora -aproximadamente 10 veces más de lo que pueden conseguir los europeos en la actualidad-. Como los antiprotones tienen carga eléctrica opuesta, pueden introducirse en la misma prisión magnética que ahora encierra a los protones -pero en dirección opuesta- Si todo resulta como se espera, los antiprotones serán disparados dentro del anillo de Fermilab, las colisiones de protones y antiprotones producirán energías de unos dos tev, mucho más elevadas que las de la mejor máquina europea.

La mejor máquina posible actualmente

"Es la energía más alta" dice James D. Bjorken, director adjunto de física de Fermilab. "Es un gran avance, unas tres veces mayor que el de los europeos. Si logramos algún descubrimiento, probablemente no será nada de lo que se espera, y es eso precisamente lo más excitante de todo. Disponemos de la mejor máquina posible para este tipo de física en la década próxima".

Las expectativas sobre las posibilidades de la antimateria son consideradas como la única fuente de energía con potencia suficiente para impulsar las naves espaciales hasta las lejanas estrellas en una generación. "Uno de los requisitos previos de los vuelos espaciales interestelares relativistas es la disponibilidad de grandes cantidades de antimateria", escribió el doctor George Chapline, un fisico del Laboratorio Nacional Livermore Lawrence, de California, en el Journal of the British Interplanetary Society. Y añadió que su producción en aceleradores de partículas suponía un avance hacia esa posibilidad.

El problema de la utilización práctica de la antimateria es que su producción es enormemente cara. En Fermilab, la producción de 1.000 millones de antiprotones consumirá luz suficiente como para dar energía a una ciudad pequeña, e incluso así, la masa combinada será muy pequeña. "Mucho menor que la cabeza de un alfiler", dijo el doctor John Peoples, un físico de Fermilab.

Eso no impide a los innovadores seguir probando el tema y soñar con el futuro. En la universidad de Siracusa, el doctor Theodore E. Kalogeropoulos ha experimentado con partículas de antimateria durante un cuarto de siglo, y en la actualidad está convencido de que un día podrác utilizarse para tratar el cáncer. Piensa que los rayos de antiprotones podrían dispararse contra los tumores, desprendiendo impulsos letales de radiación al colisionar con materia normal. El tratamiento sena más selectivo que la utilización de los rayos X médicos, que a menudo atraviesan un tumor y dañan los tejidos sanos circundantes.

Otra aplicación futurista de fa antimateria es la generación de electricidad, que atrae la atención, de los inventores desde hace décadas. La idea sería utilizar antimateria para una fusión controlada, un proceso que intenta disponer explosiones de bombas de hidrógeno en nuniatura para la producción de energía eléctrica. Esas diminutas reacciones de fusión, que se están investigando en los laboratorios federales del Gobierno, están dirigidas a calentar agua para mover generadores eléctricos. En la actualidad, los científicos federales utilizan potentes rayos láser para intentar activar las reacciones de fusión., Los futuristas utilizarían la reacción entre la materia y la antimateria.

Muchos físicos son escépticos sobre esas posibles aplicaciones y dicen que todavía no ha llegado el momento. "No es práctico", dijo el doctor Robert March, un físico de la universidad de Wisconsin. "No hay forma de producir antimateria en cantidades significativas ni forma de almacenarla con seguridad" Esta ola de escepticismo no ha impedido a los militares especular sobre las posibles aplicaciones en la guerra. La utilización de rayos de antimateria, por ejemplo, para la destrucción de misiles y proyectiles nucleares enemigos, fue citada por una encuesta del Pentágono sobre la posibilidad de formar un escudo contra las armas nucleares de una guerra de las galaxias. El estudio del Pentágono estuvo dirigido por, James C. Fletcher, un ex funcionario de la Administración Nacional para la Aeronáutica y el Espacio (NASA). "Los rayos de antimateria podrían proporcionar un mecanismo destructor muy efectivo y altamente letal", decía el informe.

La potente bomba de antimateria

También se ha hablado de bombas de antimateria entre los militares. Según el doctor Andre Gsponer, del Instituto de Investigación Cientifíca Independiente de Ginebra (Suiza), el interés de los militares se basa en el hecho de que las bombas antimateria, si llegan a perfeccionarse, podrían hacerse muy pequeñas y seguir conservando una gran potencia. Además, su lluvia radiactiva sería pequeña. "El sueño de los militares", dijo Gsponer, "es una bomba nuclear realmente utilizable, una bomba que se pudiera lanzar contra el enemigo y permitiera ocupar el campo de batalla inmediatamente. Indudablemente, la bomba de antimateña sena mucho más ligera y compacta que las actuales armas nucleares tácticas, pero ésa es sólo una pequeña ventaja comparada con el hecho de que además es esencialmente límpia.

N. Y. Times News Service, 1985.