Cuando hablamos de las partículas y antipartículas ya mencionamos que se denomina antimateria a la que podría estar hecha por antiátomos, con núcleos de carga negativa de antiprotones y antineutrones orbitados por positrones de carga positiva. En este caso, el antiprotón y el antineutrón, que no son partículas elementales, estarían formados por sus respectivos antiquarks. Si el protón está formado por tres quarks, (u,u,d), el antiprotón lo estaría por los correspondientes antiquaks, y lo mismo ocurriría con el neutrón.
Aunque, como ya vimos, las antipartículas tienen existencia real, no pasa lo mismo con la antimateria. Los antiátomos, y por lo tanto la antimateria, no existen en el universo, o, por lo menos, no se han encontado todavía. Tras la gran aniquilación de partículas y antipartículas cuando el universo tenía solo un segundo de vida, la prevalencia de las primeras fue aplastante, aunque por cada protón que sobrevivió sucumbieron miles de millones, al mismo tiempo que también desapareció la misma cantidad de antiprotones, generando en sus colisiones una cantidad enorme de fotones. No obstante, aunque los científicos admiten esta explicación, admiten también que esa cantidad de materia que sobrevivió no justifica la cantidad de materia mucho mayor que existe en el universo, lo cual aún no tiene explicación. Y tampoco descartan la posibilidad de que sobreviviera una pequeña cantidad de antimateria que hubiera dado lugar a antiestrellas e incluso antihumanoides que pudieran andar por ahí debidamente aislados de la materia. Lo que sí es cierto es que la única antimateria conocida se ha generado en laboratorios.
El átomo más simple que existe es el átomo de hidrógeno, cuyo núcleo es un protón y cuya corteza contiene solo un electrón. El correspondiente antiátomo estaría compuesto de un antiprotón en su núcleo con un positrón orbitando a su alrededor. Siendo el átomo de hidrógeno el más simple que existe, desde el comienzo de este siglo se está trabajano en el CERN para crear y estudiar su correspondiente antiátomo. Para conseguir el antiátomo de hidrógeno no se hacen chocar entre sí dos haces de protones, como se hace normalmente en los aceleradores de partículas, sino que se acelera un solo haz de protones y se hace chocar contra un bloque de metal. Así se consiguió crear un antiprotón, pero este antiprotón se desintegraba tan rápidamente que no se podía hacer nada con él. Este problema se solventó inventado un aparato nuevo al que llamaron desacelerador, gracias al cual se pueden hacer algunos estudios con el antiprotón así creado y el correspondiente antiátomo de hidrógeno .
De los estudios que se han hecho hay dos que todos podemos entender. El primero es uno que demuestra que el nivel energético del átomo de hidrógeno, es igual que el de su antiátomo, lo que se hace midiendo mediante espectrografía la cantidad de fotones que ambos pueden absorber y emitir. Y el segundo ha puesto fín a algunas especulaciones que se preguntaban cuál sería la respuesta de la antimateria ante la gravedad, si de atracción o de repulsión. Los resultados han sido concluyentes: de atracción y con la misma fuerza. De otros experimentos realizados destaca por su curiosidad el siguiente: A un átomo de helio se le quita un electrón, que es una partícula negativa, y en su lugar se coloca un antineutrón, que también tiene carga negativa pero es una antipartícula, creando así algo híbrido que contiene partículas y antipartículas, siendo también al mismo tiempo un átomo y una molécula. A este engendro lo han llamado atómcula.
Del estudio de todo esto han surgido importantes aplicaciones para la medicina y para la industria. Una de ellas es la denominada Tomografía por Emisión de Positrones, conocida por sus siglas PET. El PET, una toma de imágenes, consiste en inyectar al paciente unos fármacos radiactivos de vida muy corta que se desintegran emitiendo positrones, e+. Cuando estas antipartículas, por ejemplo, chocan con los electrones de un tejido enfermo, se aniquilan emitiendo una radiación de fotones distinta de la que emiten cuando chocan con los electrones de un tejido sano, creando una imagen en 3D que los médicos saben interpretar. Estas imágenes son muy útiles para estudiar la actividad cerebral, el crecimiento de tumores o los efectos de un medicamento. Pronto se utilizarán también antiprotones para combatir los tumores. Recordemos que la radiación de protones para curar el cáncer ya es una realidad y que supera a la tradicional radiación de fotones en precisión y disminución de daños colaterales.
En la tecnología de materiales también se utiliza la radiación con positrones para estudiar semiconductores y superconductores, trabajar con escalas subnanométricas o analizar defectos en las estructuras de los cristales.
Como hemos hablado de la energía puesta en juego en la aniquilación de partículas y antipartículas, alguien podría pensar en estas aniquilaciones para producir energía para usos comunes. La doctora Beatriz Gato, autora del libro “Antimateria”, es rotunda sobre este punto: “Con la tecnología actual solo es posible producir cantidades irrisorias de antimateria y, además, a costa de un gigantesco esfuerzo tanto de energía como financiero. La aniquilación de todos los antiprotones producidos en un año en el CERN (1013) produciría solo la energía necesaria para mentener encendida una bombilla de 100W durante 30 segundos«. Por lo tanto, al hablar de la antimateria, olvidemos la producción de energía y qudémonos con el PET y las otras aplicaciones que hemos mencionado.
Figura de cabecera.- Aparato para realizar un PET
El blog de Enrique Reina 