Europa bate el récord de creación de antimateria

Un experimento europeo acaba de batir el récord mundial de creación y almacenamiento de antimateria, una de las sustancias más esquivas que se conocen, pues se desintegra al contacto con la materia convencional.
Los responsables del experimento ALPHA, en Ginebra, han logrado crear más de 300 átomos de antihidrógeno, una de las formas más sencillas de antimateria, y conservarlos durante casi 17 minutos. Aunque puede sonar a poco comparado con las fantasías de la ciencia ficción, se trata de un tiempo mil veces mayor al conseguido en el anterior récord, que los científicos de ALPHA lograron el pasado noviembre al retener 38 antiátomos. El hallazgo abre la puerta a investigaciones con la antimateria que hasta ahora eran imposibles, entre ellas saber por qué apenas parece quedar antimateria en el universo o si esta sustancia responde a la gravedad de forma inversa, es decir, cayendo hacia arriba.

Los investigadores han publicado sus nuevos datos en arxiv.org, un sitio web en el que muchos grupos difunden sus hallazgos antes de que se publiquen de forma oficial.
"Hemos observado el confinamiento de antiátomos durante mil segundos, ampliando nuestro límite anterior en cuatro órdenes de magnitud", celebran los casi 40 firmantes del trabajo. Sin embargo, aún no quieren hablar sobre él. "Este artículo todavía está en revisión científica, aún no podemos comentarlo", explica Jeffrey Hangst, portavoz del experimento ALPHA, cuya máquina de antimateria se encuentra en el laboratorio europeo de física de partículas CERN, en Ginebra, que también alberga el acelerador más grande del mundo, el LHC.

Tarea ardua y costosa

A pesar de ser provisional, los competidores de ALPHA dan por bueno el récord. "Son unos resultados importantes", confiesa Clifford Surko, físico de la Universidad de California que pretende construir el mayor almacén de antimateria del mundo en 2013. Fabricar antimateria es una de las tareas más arduas y caras que existen. La NASA calculó en 1999 que generar un gramo costaría unos 62 billones de dólares (casi 50 billones de euros). La producción de antimateria requiere grandes imanes para controlar los antiátomos con sus campos magnéticos y evitar que se desintegren al contacto con la materia convencional, algo que desataría una de las reaccionesenergéticas más potentes que se conocen.

Aún así, las cantidades de antihidrógeno generadas en máquinas como el ALPHA son tan ínfimas que al contacto con hidrógeno normal apenas desatarían un suspiro. Los 309 átomos de antihidrógeno creados por ALPHA son cien trillones de veces menospesados que un gramo, según Surko . "Necesitarías un billón de veces más antihidrógeno para generar el calor necesario para hacerte una taza de té", señala.
A pesar de ello, el logro de ALPHA es suficiente para observar cómo responde la antimateria a la gravedad. Según Surko "casi con toda certeza" no habrá caídas hacia arriba de la antimateria. Sí puede haber cambios menos espectaculares entre una y otra sustancia debido a sutiles cambios en su energía. "El antihidrógeno puede tener un comportamiento diferente del hidrógeno convencional", concluye Surko.

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El cazador de antimateria sale hoy al espacio

Hoy comienza la mayor cacería de antimateria jamás acometida por el ser humano. La realizan 16 países, incluido España, y su sabueso es el detector AMS, un ingenio de siete toneladas capaz de filtrar miles de partículas que atraviesan la oscuridad del espacio. Podrá atrapar los restos de un fabuloso proceso de aniquilación mutua que comenzó con el Big Bang hace 13.700 millones de años y del que la materia de la que estamos hechos salió triunfante sobre la antimateria, de la que apenas queda rastro.
El AMS-02 (Espectrómetro Magnético Alfa) está ya en las tripas del transbordador Endeavour de la NASA. La nave emprende hoy su último viaje al espacio poco antes de las 10 de la noche, hora peninsular española. Está previsto que el presidente de EEUU, Barack Obama, sea el invitado de honor del lanzamiento, que se realiza desde el Centro Espacial Kennedy de Florida. Junto a él estará la representante demócrata Gabrielle Giffords, recuperada de las heridas que sufrió en enero tras ser disparada durante un mítin político en Tucson en el que murieron seis personas. Su marido, Mark Kelly, es el comandante del Endeavour, en el que viajan otros cinco astronautas.

El lanzamiento será presenciado también por una nutrida delegación española encabezada por la ministra de Ciencia e Innovación, Cristina Garmendia. La acompañan los investigadores del Ciemat y el Instituto de Astrofísica de Canarias, que llevan más de diez años diseñando el AMS.
"Como dijo aquel, no tengo miedo, sólo vértigo", confesaba ayer Manuel Aguilar, coordinador de la participación española en el AMS, al teléfono desde el Centro Kennedy. "El vuelo es un momento peligroso para una carga tan delicada como la que hemos diseñado", concedía.
La principal aportación española al proyecto es el RICH, uno de los ocho detectores de los que está compuesto el AMS. Medirá la velocidad y la carga de las 10.000 partículas que atravesarán el detector cada minuto una vez sea instalado en uno de los extremos de la Estación Espacial Internacional (ISS). Sus potentes imanes permitirán cribar partículas y antipartículas que viajan a casi la velocidad de la luz y curvar su trayectoria para estudiar las más interesantes.

Si todo sale bien, el Endeavour se acoplará a la ISS cuatro días después del lanzamiento. Ese mismo día, los brazos robóticos del transbordador y la ISS colocarán el AMS en su sitio, se realizará la primera conexión eléctrica y el envío de datos, primero a los centros espaciales Goddard y JPL de la NASA y después al laboratorio europeo de física de partículas CERN, en Ginebra, señala Aguilar. En este lugar funciona ya el LHC, el acelerador de partículas más potente del mundo, capaz de generar energías similares a las que sucedieron durante el Big Bang. Mientras en tierra esta máquina crea pequeños big bangs artificiales para intentar recrear las partículas originarias del universo, el AMS pescará en el espacio los restos naturales del verdadero Big Bang durante los próximos diez años.
"Apenas ha habido experimentos en el espacio exterior como el AMS, que será el número uno en su clase", reconoce Bernardo Adeva, físico de la Universidad de Santiago de Compostela que trabaja en un detector del LHC diseñado para estudiar la desproporción entre materia y antimateria.
El AMS fue propuesto en 1995 y ha costado unos 1.200 millones de euros. Es en gran parte empeño del físico chinoestadounidense Sam Ting, premio Nobel de Física en 1974 y máximo responsable de esta cacería de antimateria, que a su vez podría demostrar que en algún lugar del cosmos hay antiestrellas y antigalaxias hechas de un material igual al de las estrellas y galaxias convencionales, pero de carga inversa.

El contacto entre materia y antimateria produce una aniquilación instantánea que origina una de las fuentes de energía más potentes que se conocen. La mezcla de un miligramo de cada sustancia genera tanto empuje como dos toneladas de un combustible similar al que empujará hoy al Endeavour.

Aniquilación total

Según la teoría del Big Bang, en el comienzo del universo había tanta materia como antimateria. Tras la aniquilación masiva no habría quedado más que luz y ni un resquicio para la materia convencional que compone las estrellas, los planetas, las nubes, las casas e incluso las máquinas humanas que sirven para generar ínfimas cantidades de antimateria, como el experimento ALPHA, también en el CERN. El año pasado, sus responsables dieron un paso clave tras generar 38 átomos de antihidrógeno, el elemento más simple formado por un protón y un electrón. Su versión de antimateria (un antiprotón y un positrón) sobrevivieron durante una décima de segundo. Esta semana, otro laboratorio de EEUU, el RHIC, generaba 18 núcleos de antihelio, la pieza de antimateria más pesada jamás creada. El núcleo de antihelio está hecho de dos antiprotones y dos antineutrones. Encontrarlo en el espacio en su versión natural sería uno de los mayores triunfos científicos de la década.
Unos expertos piensan que la aniquilación tras el Big Bang no fue total y otros, lo contrario. Un pequeño desequilibrio a favor de la materia hizo que esta fuese algo más abundante y que, 13.700 millones de años después, sea ubicua frente a la antimateria, que aún no ha sido detectada en el espacio. El helio es clave para hacerlo, pues la mayor parte de todo el que existe se creó durante los tres primeros minutos tras el Big Bang. "Sólo el 1% del antihelio que existe lo producen las estrellas actuales", señala Piergiorgio Picozza,director de PAMELA, un detector de antimateria lanzado en 2006 y financiado por Rusia, Italia, Alemania y Suecia. Encontrar un núcleo de antihelio significaría atrapar un escombro del origen del universo que confirmaría aquel desequilibrio inicial e incluso apuntaría a que, en algún lugar del cosmos, hay estrellas y galaxias alternativas hechas de antimateria. Esta última posibilidad, propuesta en 1930 por el físico británico Paul Dirac, primer teórico en predecir la existencia de antimateria, es aún controvertida. "Hallar antihelio probaría que la aniquilación no fue completa, pero no que haya antiestrellas o un antiuniverso", opina Picozza.
El equipo del AMS, cuya sensibilidad es varias veces mayor que la de PAMELA, pide cautela sobre la posible existencia de las antiestrellas de Dirac. "Es difícil decir cuándo podremos tener las primeras muestras de antimateria, los primeros resultados científicos llegarán en unos seis meses", apunta Aguilar.
El detector también puede aclarar otros misterios, como el de la materia oscura. Este componente del universo es invisible para los telescopios convencionales pero, según la teoría más aceptada, compone hasta el 24% de todo el cosmos. El AMS podría hallar el neutralino, uno de los candidatos favoritos a componer la materia oscura.
Más aún, el artefacto podría hallar materia extraña, una nueva forma de materia cuya posible existencia fue apuntada después de que la atisbase un prototipo previo del AMS desde la estación espacial rusa Mir. "Lo único que sabemos seguro es que cuando se explora una región nueva como ahora se generan datos que superan la intuición humana", concluye Aguilar.

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El mayor almacén de antimateria estará listo en 2013

El trabajo de Clifford Surko puede sonar a novela de Dan Brown, pero su objetivo no es volar el Vaticano con antimateria, sino construir el mayor almacén del mundo para esta esquiva sustancia. Este profesor de la Universidad de California describió ayer en el Congreso de la Sociedad Estadounidense para el Avance de la Ciencia en Washington un nuevo sistema para almacenar positrones, el reverso del electrón en el mundo de la antimateria.
Se piensa que al comienzo del universo había igual cantidad de materia y antimateria que se habrían aniquilado al instante. Pero un desequilibrio entre ambas permitió que los átomos y los electrones sean mucho más abundantes que los antiátomos y los positrones. Hoy en día la antimateria puede generarse en grandes aceleradores como el LHC de Ginebra o a partir de radioisótopos, pero en cantidades ínfimas. Además la carga se desvanece en unas horas o un día a lo sumo, según explica Surko. Su dispositivo, que estará listo en 2013, contendrá positrones en pequeñas "celdas" cuyas paredes son campos magnéticos que evitarán que estos toquen los electrones y se aniquilen.
"Tendrá el tamaño de un coche todoterreno", explica Surko, y añade que las celdas permitirán conservar positrones durante una semana. La máquina generará menos de un billonésima de gramo de antimateria, muy lejos de las cantidades necesarias para volar el Vaticano, pero suficiente para comenzar una reacción en cadena que podría usarse en futuras plantas de fusión nuclear, señala Surko.

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Atrapan por primera vez la antimateria

Un experimento de la Universidad de Aarhus en Dinamarca desarrollado en el CERN, la Organización Europea de Investigación Nuclear, ha demostrado la captura y liberación controladas de átomos de antihidrógeno. El logro, que se publica en la edición digital de la revista 'Nature', abre la puerta a las pruebas de precisión de las simetrías fundamentales de la naturaleza.

El modelo estándar de física de partículas invoca la existencia de algunas simetrías básicas en la operación de las leyes físicas. Según estas simetrías, el espectro del antihidrógeno, el estado de unión de un antiprotón y un positrón, debería ser idéntico al del hidrógeno.

El antihidrógeno se ha producido a energías bajas en el CERN desde 2002 pero hasta ahora no ha sido posible confinar estos átomos neutrales, lo que impedía un estudio detallado del espectro.

Los científicos, dirigidos por Jeffrey Hangst, informan ahora de la captura y posterior detección de 38 átomos de antihidrógeno y describen algunas de las innovaciones técnicas que han hecho esto posible. Entre ellas se incluyen vías para enfriar los positrones y antiprotones lo suficiente para formar antiátomos con temperaturas de menos de la mitad de un kelvin y una nueva 'trampa' magnética que confina los átomos neutrales al interactuar con sus instantes magnéticos.

Los autores señalan que en posteriores trabajos tanto el tiempo de captura, en la actualidad de al menos 170 milisegundos, y la fracción de átomos atrapados, de unos 0,005 por ciento, debería aumentar.

Canarias7

Volar el Vaticano con antimateria costaría 1.000 billones de euros

Fuente: Publico.

A los Illuminati, la sociedad secreta que en la novela de Dan Brown Ángeles y Demonios trata de hacer volar por los aires el Vaticano, sus planes malignos les iban a salir por un pico.

En el libro, que este año llevarán al cine Tom Hanks y Ron Howard, la hermandad elige un método que a primera vista no puede parecer más apropiado para una asociación tan tenebrosa como la suya: una bomba de antimateria.

Este artefacto se basaría en la enorme cantidad de energía que se libera cuando la antimateria entra en contacto con la materia. Un solo gramo de antipartículas produciría, al rozarse con la materia común, una explosión de unos 40 kilotones, más del doble que la bomba de Hiroshima.

Pese a la belleza de la idea, los conspiradores iban a encontrarse con algunos inconvenientes técnicos. La presencia de antimateria en estado natural es casi insignificante en el universo. Los Illuminati deberían pues producirla de forma artificial.

Según la historia, roban un bote con 250 miligramos de antimateria en el CERN, el laboratorio europeo de altas energías a las afueras de Ginebra. Aunque es cierto que en esta institución se fabrican antipartículas -allí se creó por primera vez antimateria, en 1995-, la cantidad producida es ínfima. El propio CERN ha explicado que, al ritmo actual de producción de antimateria, serían necesarios varios millones de años para acumular los 250 miligramos que roban los Illuminati.

La fábrica de antimateria es además extremadamente cara. En Fermilab, el laboratorio estadounidense que es en la actualidad el mayor productor de antipartículas del mundo, generar un cuarto de gramo costaría en torno a mil billones de euros.

Discrepancias como estas no han impedido que el CERN y la película de Ron Howard se beneficien mutuamente de los valores publicitarios del otro. Esta misma semana la institución científica ha recibido al director y a Tom Hanks, protagonista de la película. De hecho, Hanks ha sido invitado a regresar a Ginebra en septiembre de este año para pulsar el interruptor cuando se vuelva a poner en marcha el acelerador LHC.

El físico español Juan José Gómez Cadenas, que trabajó en el CERN durante 15 años, no tiene nada en contra de historias como las de Dan Brown, "siempre que no se venda como ciencia lo que es pura brujería". No obstante, lamenta que prime "una ficción hecha a base de clichés, que desaprovecha las posibilidades de divulgar a la vez que se entretiene".

El año pasado, Gómez Cadenas publicó Materia Extraña (Espasa), una novela en la que el mundo corre el riesgo de ser destruido por un tipo de materia creada en un acelerador del CERN. Al contrario que en Ángeles y Demonios, "el CERN que se describe es real, los científicos no están construidos con clichés y el fenómeno con el que se juega, aunque especulativo, es posible", concluye Gómez Cadenas.