Hermanos gemelos que se odian

Superciencia. Número 90

¿Qué sucede si los alienígenas extienden en su lugar la mano izquierda ¿Esto significa que hemos cometido un error fatal, que hemos fracasado en comunicar el concepto de “izquierda” y “derecha”. Peor aún, significa que el alienígena está hecho realmente de antimateria y que él realizó todos los experimentos al revés, y con ello mezcló “izquierda” y “derecha”. Significa que cuando nos demos la mano, ¡explotaremos!
Richard Feynman

La teoría atómica nos dice que los cuerpos están constituidos por pequeñas partículas llamadas átomos. Los átomos a su vez se componen de otras partículas, las más importantes son los protones y los neutrones, que se alojan en el núcleo, y los electrones que “viven” en la periferia. 

Poco tiempo después del descubrimiento de los componentes del átomo, se descubren otras partículas muy semejantes. Para cada partícula se descubre que existe otra, como si fuera su gemela pero de carga eléctrica diferente.

La primera de estas simpáticas partículas fue el antielectrón, “hermano gemelo” del electrón, también llamado positrón. El antielectrón tiene la misma masa y espín que el electrón y la misma magnitud de carga eléctrica, en lo único que difiere es que la carga eléctrica de la nueva partícula es positiva (carga eléctrica de un electrón es igual a -1.6 x 10-19 Coulomb y la carga eléctrica del positrón es de +1.6 x 10-19 Coulomb).

Es sorprendente la manera como fue descubierto el “hermano gemelo” del electrón. Primero el físico británico Paul Dirac lo predice matemáticamente en 1928 y, en 1932, el norteamericano Carl David Anderson lo descubre experimentalmente.

Tiempo después se descubre el antiprotón, con la misma masa que el protón, pero con carga eléctrica negativa y de la misma magnitud que el protón.

El neutrón, que no tiene carga eléctrica, ¡también posee su antipartícula! Debido a que está formado por tres cuarks con carga -1/3, -1/3, +2/3 que dan una carga total igual a 0, en tanto que el antineutrón lo forman los siguientes cuarks: +1/3, +1/3,-2/3 que suman también cero. ¿Sorprendente, verdad?, maravillas de nuestro universo.

Después del descubrimiento de las antipartículas se realizaron experimentos para formar antiátomos. A la fecha se han “fabricado átomos de antihidrógeno. El hidrógeno es el átomo más simple y está formado por un protón en el núcleo y un electrón fuera de él. El proceso es unir un antiprotón con un antielectrón para formar un antihidrógeno.

También se han fabricado átomos del isótopo del hidrógeno llamado deuterio, quien además de un protón en el núcleo, posee un neutrón. Se ha unido un antiprotón y un antineutrón con un antielectrón, y el resultado es un antideuterio.

Las antipartículas conforman la antimateria, hermana gemela de la materia. Sin embargo, las partículas no coexisten con sus antipartículas, ¡son hermanos gemelos que no se pueden juntar!, este es el principal problema para conservarlas cuando se producen. Los físicos necesitan aislar las antipartículas en medio de campos electromagnéticos, ya que si se almacenaran en recipientes comunes entrarían en contacto con la materia del recipiente y explotarían.

Cuando la materia y la antimateria se encuentran se aniquilan produciendo energía de acuerdo a la famosa ecuación de Einstein (E=mc2). Esta propiedad es la que se piensa utilizar en un futuro para los viajes espaciales.

El descubrimiento de la antimateria desde la primera mitad del siglo XX ha impulsado la investigación para su uso tecnológico e incluso en la medicina. También ha sido tema de grandes escritores de ciencia ficción, como la serie Star Trek (Viaje a las estrellas) de Gene Roddenberry y El mundo al final del tiempo de Frederik Pohl.

Caso especial merece la novela Ángeles y demonios de Dan Brown, donde se trata el tema de la antimateria; sin embargo esta novela, a diferencia de las de Roddenberry y Pohl, es un atentado a la literatura, a la ciencia ficción y a la ciencia misma.

 

Bibliografía

Kaku, M. (2012). La física del futuro. México: Debate