Una trampa de antiprotones

Un objetivo fundamental de varios equipos de investigación es desarrollar termos portátiles en los que puedan ser almacenados o transportados millones o miles de millones de antiprotones durante meses. Fabricar un contenedor semejante no es tarea fácil, porque tiene que evitar que los antiprotones que contiene entren en contacto con ningún átomo de materia ordinaria.El esquema básico para un contenedor así, llamado trampa de Penning, fue diseñado en 1936 por Frans Michel Penning, un científico holandés. El núcleo vacío de una trampa de Penning se mantiene a una temperatura de unos -269 grados centígrados mediante una cámara que contiene helio líquido, que a su vez está rodeada de una cámara llena de nitrógeno líquido.

Antes de su uso se debe extraer por bombeo casi todo el aire del núcleo de la trampa; las pocas moléculas de gases atmosféricos que quedan se condensan y se adhieren a las frías paredes, lo que deja un vacío casi perfecto. Entonces se inyectan partículas cargadas negativamente (electrones ordinarios) en el núcleo, donde una serie de bobinas y electrodos crea un poderoso campo magnético que los comprime en un espacio a lo largo del eje central de la trampa.

Manipulando los campos eléctricos y magnéticos que confinan los electrones, la trampa disminuye su velocidad -los enfría- hasta casi detenerlos. Entonces se llevan antiprotones a la trampa, donde sus movimientos a través de una masa de electrones fríos los hacen más lentos. Es algo similar a una bola de bolera que pasara a través de un montón de pelotas de tenis de mesa paradas y redujese gradualmente su velocidad hasta pararse.

Hasta dos meses

Las trampas de Penning funcionan y se han utilizado para almacenar antiprotones durante periodos de hasta dos meses. El reto actual es almacenar un número cada vez mayor de partículas en esas trampas y hacerlas más pequeñas y más fáciles de cargar y transportar.

Los progresos recientes han sido impresionantes. El año pasado, el equipo de Michael HoIzsheiter, del Laboratorio Nacional de Los Alamos (EE UUU), logró almacenar 721.000 antiprotones en una trampa que construyó en el CERN y el equipo de Gerald A. Smith, de la Universidad de PennsyIvania, está trabajando en una trampa portátil diseñada para confinar 10.000 millones de antiprotones.

Aunque este número parezca enorme, Gabrielse subraya que 10.000 millones es una cifra minúscula. Un gramo de antihidrógeno atómico, por ejemplo, contendría unos 6 x 10 elevado a la 23 átomos.

Probablemente, los seres humanos hechos de materia ordinaria nunca lleguen a ver mucha antimateria, y teniendo en cuenta cómo reaccionan materia y antimateria, sea mejor así. Pero, para los físicos, la creación de unos míseros miles de millones de antiátomos podría abrir una nueva era de descubrimientos.

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