En busca de la antimateria

El nuevo colisionador de antimateria del Laboratorio Nacional Fermi, de Batavia (Illinois), es mucho m¨¢s potente que los desintegradores de ¨¢tomos 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 F¨ªsica de las Part¨ªculas, que tiene su base en Ginebra- ganaron el Premio Nobel el a?o pasado por su dise?o de un colisionador de antimateria y por los descubrimientos que lograron con ¨¦l.Es m¨¢s, la nueva factor¨ªa e Fermilab, con una inversi¨®n de 38 millones de d¨®lares (unos 6.200 millones de pesetas), tiene en vilo a los f¨ªsicos de part¨ªculas de todo el mundo. La producci¨®n de antimateria en gran escala se considera como un gran avance hacia la consecuci¨®n de los sue?os de los motores de cohetes para los viajes interestelares, la producci¨®n rentable de enormes cantidades de energ¨ªa e intr¨¦pidas terapias m¨¦dicas, al lado de nuevas y devasta doras bombas.

El gran inter¨¦s se debe a las enormes cantidades de energ¨ªa desprendida de la reacci¨®n entre la materia y la antimateria. Es el ¨²nico lugar de la naturaleza donde la ley de Einstein de la equivalencia de la energ¨ªa y la materia -la famosa ecuaci¨®n e = mc2 (energ¨ªa igual a la masa por el cuadrado de la rapidez de la luz)- se demuestra en su totalidad.

Por el contrario, las reacciones de fisi¨®n y fusi¨®n de las armas nucleares desprenden. min¨²sculas cantidades de energ¨ªa que, de todas formas, permite a las cabezas nucleares obtener su espectacular potencia. Las reacciones de fisi¨®n solamente convierten el 0,09% de la masa at¨®mica en energ¨ªa. Las reacciones de fusi¨®n tienen mayor rendimiento, convirtiendo cerca del 0,4% de la masa en energ¨ªa. Pero en las reacciones de materia y antimateria el rendimiento de la conversi¨®n 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 el¨¦ctrica es negativa y por alguna raz¨®n inexplicable parece ser muy rara en nuestro universo. De todas formas, los experimentos de laboratorio han demostrado que por cada part¨ªcula subat¨®mica hay una antipart¨ªcula; por cada electr¨®n, un antielectr¨®n; por cada glu¨®n, un antiglu¨®n; por cada prot¨®n, un antiprot¨®n, etc¨¦tera.

La carrera del antiprot¨®n avanza mediante la inversi¨®n de 84 millones de d¨®lares (unos 10.000 millones de pesetas) en aumentar el desintegrador de ¨¢tomos existente. El viejo desintegrador de Fermilab impulsa los protones hasta energ¨ªas de aproximadamente un bill¨®n de electron-volt, o un tev, en lenguaje f¨ªsico. El aumento implica la inyecci¨®n de antiprotones. La factor¨ªa de antiprotones de Fermilab producir¨¢ 100.000 millones de antiprotones por hora -aproximadamente 10 veces m¨¢s de lo que pueden conseguir los europeos en la actualidad-. Como los antiprotones tienen carga el¨¦ctrica opuesta, pueden introducirse en la misma prisi¨®n magn¨¦tica que ahora encierra a los protones -pero en direcci¨®n opuesta- Si todo resulta como se espera, los antiprotones ser¨¢n disparados dentro del anillo de Fermilab, las colisiones de protones y antiprotones producir¨¢n energ¨ªas de unos dos tev, mucho m¨¢s elevadas que las de la mejor m¨¢quina europea.

La mejor m¨¢quina posible actualmente

"Es la energ¨ªa m¨¢s alta" dice James D. Bjorken, director adjunto de f¨ªsica de Fermilab. "Es un gran avance, unas tres veces mayor que el de los europeos. Si logramos alg¨²n descubrimiento, probablemente no ser¨¢ nada de lo que se espera, y es eso precisamente lo m¨¢s excitante de todo. Disponemos de la mejor m¨¢quina posible para este tipo de f¨ªsica en la d¨¦cada pr¨®xima".

Las expectativas sobre las posibilidades de la antimateria son consideradas como la ¨²nica fuente de energ¨ªa con potencia suficiente para impulsar las naves espaciales hasta las lejanas estrellas en una generaci¨®n. "Uno de los requisitos previos de los vuelos espaciales interestelares relativistas es la disponibilidad de grandes cantidades de antimateria", escribi¨® el doctor George Chapline, un fisico del Laboratorio Nacional Livermore Lawrence, de California, en el Journal of the British Interplanetary Society. Y a?adi¨® que su producci¨®n en aceleradores de part¨ªculas supon¨ªa un avance hacia esa posibilidad.

El problema de la utilizaci¨®n pr¨¢ctica de la antimateria es que su producci¨®n es enormemente cara. En Fermilab, la producci¨®n de 1.000 millones de antiprotones consumir¨¢ luz suficiente como para dar energ¨ªa a una ciudad peque?a, e incluso as¨ª, la masa combinada ser¨¢ muy peque?a. "Mucho menor que la cabeza de un alfiler", dijo el doctor John Peoples, un f¨ªsico de Fermilab.

Eso no impide a los innovadores seguir probando el tema y so?ar con el futuro. En la universidad de Siracusa, el doctor Theodore E. Kalogeropoulos ha experimentado con part¨ªculas de antimateria durante un cuarto de siglo, y en la actualidad est¨¢ convencido de que un d¨ªa podr¨¢c utilizarse para tratar el c¨¢ncer. Piensa que los rayos de antiprotones podr¨ªan dispararse contra los tumores, desprendiendo impulsos letales de radiaci¨®n al colisionar con materia normal. El tratamiento sena m¨¢s selectivo que la utilizaci¨®n de los rayos X m¨¦dicos, que a menudo atraviesan un tumor y da?an los tejidos sanos circundantes.

Otra aplicaci¨®n futurista de fa antimateria es la generaci¨®n de electricidad, que atrae la atenci¨®n, de los inventores desde hace d¨¦cadas. La idea ser¨ªa utilizar antimateria para una fusi¨®n controlada, un proceso que intenta disponer explosiones de bombas de hidr¨®geno en nuniatura para la producci¨®n de energ¨ªa el¨¦ctrica. Esas diminutas reacciones de fusi¨®n, que se est¨¢n investigando en los laboratorios federales del Gobierno, est¨¢n dirigidas a calentar agua para mover generadores el¨¦ctricos. En la actualidad, los cient¨ªficos federales utilizan potentes rayos l¨¢ser para intentar activar las reacciones de fusi¨®n., Los futuristas utilizar¨ªan la reacci¨®n entre la materia y la antimateria.

Muchos f¨ªsicos son esc¨¦pticos sobre esas posibles aplicaciones y dicen que todav¨ªa no ha llegado el momento. "No es pr¨¢ctico", dijo el doctor Robert March, un f¨ªsico 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 utilizaci¨®n de rayos de antimateria, por ejemplo, para la destrucci¨®n de misiles y proyectiles nucleares enemigos, fue citada por una encuesta del Pent¨¢gono sobre la posibilidad de formar un escudo contra las armas nucleares de una guerra de las galaxias. El estudio del Pent¨¢gono estuvo dirigido por, James C. Fletcher, un ex funcionario de la Administraci¨®n Nacional para la Aeron¨¢utica y el Espacio (NASA). "Los rayos de antimateria podr¨ªan proporcionar un mecanismo destructor muy efectivo y altamente letal", dec¨ªa el informe.

La potente bomba de antimateria

Tambi¨¦n se ha hablado de bombas de antimateria entre los militares. Seg¨²n el doctor Andre Gsponer, del Instituto de Investigaci¨®n Cientif¨ªca Independiente de Ginebra (Suiza), el inter¨¦s de los militares se basa en el hecho de que las bombas antimateria, si llegan a perfeccionarse, podr¨ªan hacerse muy peque?as y seguir conservando una gran potencia. Adem¨¢s, su lluvia radiactiva ser¨ªa peque?a. "El sue?o 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 antimate?a sena mucho m¨¢s ligera y compacta que las actuales armas nucleares t¨¢cticas, pero ¨¦sa es s¨®lo una peque?a ventaja comparada con el hecho de que adem¨¢s es esencialmente l¨ªmpia.

N. Y. Times News Service, 1985.