¿Cómo se almacena la antimateria?

En esta sección encontrarás respuestas a las siguientes preguntas:

¿Puede almacenarse la antimateria?
¿Cuánta antimateria puede almacenarse?
¿Durante cuánto tiempo?
¿Cómo se hace?
¿Por qué se hace?

Una de las propiedades más características de la antimateria es el hecho de que se aniquila y desaparece completamente si entra en contacto con la materia. Por esta razón, para almacenar antimateria, se utilizan dispositivos denominados "trampas" capaces de retener las antipartículas alejadas de las paredes de la trampa. Además, se elimina el aire del interior de la trampa creando un vacío con el fin de que la antimateria no se aniquile en contacto con los átomos del aire.

El tipo de trampa utilizada en estos experimentos se denomina trampa de Penning. En este tipo de dispositivo los positrones y antiprotones son retenidos por fuerzas eléctricas y magnéticas en el centro de un contenedor. Estas trampas son tan efectivas que pueden almacenar partículas durante meses sin que entren en contacto con materia alguna. Sin embargo no se pueden almacenar muchas partículas a la vez, porque al estar cargadas eléctricamente, se repelen unas a otras. Si acumulamos grandes cantidades de partículas las fuerzas que las repelen pueden superar al campo electromagnético que las mantenía retenidas en el centro del contenedor.

Trampa de Penning

El almacenamiento de átomos con carga neutra, como el antihidrógeno, resulta mucho más complicado. Dado que no tienen carga eléctrica, no se les puede someter a fuerzas eléctricas, así que deben ser retenidos con una campo exclusivamennte magnético. Nadie ha sido capaz de almacenar átomos de antihidrógeno hasta la fecha, pero éste es el objetivo del Proyecto ALPHA. La construcción de esta trampa implica la combinación de varios campos magnéticos, incluyendo el creado por un imán octopolar.

Diseño esquemático de un imán octopolar Diseño tridimensional de un imán octopolar

Gracias a este dispositivo se podrá almacenar átomos de antihidrógeno durante al menos unos segundos (miles de veces más de lo que sobrevivirían sin una trampa). Este escaso periodo de tiempo es suficiente para realizar un estudio espectroscópico de las muestras (es decir, para analizar qué tipo de espectro de luz generan las partículas). Las mediciones de espectros nos proporcionan información acerca de las fuerzas que mantienen unidos a los átomos y son una de las mediciones más precisas en la Física actual. Esto las convierte en una herramienta idónea para estudiar incluso las diferencias más pequeñas entre la materia y la antimateria.

Ensamblando la trampa

La producción y almacenamiento de antimateria es un proceso costoso en tiempo y en dinero. La producción de un nanogramo (la milmillonésima parte de un gramo) de antihidrógeno cuesta varios cientos de millones de euros. Teniendo en cuenta estas dificultades ¿por qué merece la pena este tipo de investigación?

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