El exótico mundo de la antimateria

'CRUCERO DE LA FEDERACIÓN 'U.S.S. ENTERPRISE'. Fecha estelar 3724.4. Capitán James T. Kirk al habla: El Enterprise ha logrado neutralizar el arma de destrucción masiva más letal. Un artefacto robótico, de unos 150 metros de largo, capaz de disparar haces puros de antiprotones de energías entorno a los 700 TeV. El crucero de la Federación Constellation, al mando de Matt Decker, fue destruido por dicha máquina'.

El desarrollo de nuevas armas de destrucción masiva, cuyo poder sobrepasa las fronteras de la imaginación, parece no tener fin. En The Doomsday Machine, episodio de la mítica serie Star Trek. La conquista del espacio (1966-1969) con el que empezábamos este artículo, se menciona el uso de antiprotones, una exótica variedad de partículas, como arma letal.

Los antiprotones constituyen una forma de antimateria. La existencia de cierta variedad de partículas, virtualmente idénticas a las conocidas, pero dotadas de carga eléctrica de signo contrario, fue propuesta originariamente por el eminente físico Paul A. M. Dirac en 1928, tras el desarrollo de su exitosa teoría cuántica relativista. Dirac postuló la existencia de una partícula idéntica al electrón, un antielectrón dotado de carga positiva. Dicha partícula, descubierta cuatro años después por Carl Anderson en una serie de experimentos con rayos cósmicos, fue bautizada por éste con el nombre de positrón. La puerta al reino de la antimateria acababa de ser violada.

El zoo de partículas elementales abarca un conjunto simétrico compuesto por sus antipartículas. Sólo mediante determinados procesos nucleares (una desintegración beta, por ejemplo, en la que un protón de un núcleo atómico se transforma en un neutrón) pueden obtenerse antipartículas: nuestro universo, para bien o para mal, adolece de una patente falta de antimateria. La causa de esta asimetría en la distribución de materia y antimateria en nuestro universo constituye uno de los grandes enigmas de la física.

En toda colisión materia / antimateria se liberan notables cantidades de energía, equivalentes a la masa de las partículas en contacto. Así, en una aniquilación electrón-positrón, se liberan 511 kilo-electronvoltios (keV) de energía. En cambio, en la aniquilación protón-antiprotón, la energía liberada asciende a 938 mega-electronvoltios (MeV).

En The Silicon Avatar (1991), los creadores de Star Trek, volvieron a echar mano de un haz de antiprotones. Sin embargo, las premisas del singular androide Data y del científico de turno, el doctor Marr, resultan claramente erróneas: la aniquilación protón-antiprotón no da lugar a un 'pico de radiación gamma agudo de 10 keV', sino de 938 MeV. Dicho sea de paso, el rango de energías de 10 keV no corresponde al dominio de los rayos gamma, sino al de los rayos X. No deja de resultar sorprendente que Andre Bormanis, autor del libro Star Trek. Science Logs (1998), graduado en física, afirme en su texto que la aniquilación electrón-positrón da lugar a un fotón de '511 MeV', o lo que es lo mismo, una energía mil veces superior a la que se da realmente.