Come viene prodotto l'antimateria?
Nell'ottobre del 1955, la prima pagina del New York Times diceva: "Trovato nuovo particolato atomico; definito un protone negativo". Sebbene gli antielettroni, noti come positroni, siano stati scoperti più di due decenni prima, nel 1932, la scoperta dell'antiprotone dimostrò che l'intera idea dell'antimateria non era un colpo di fortuna e che tutti i tipi di materia avevano davvero gemelli malvagi. L'antimateria è una forma di materia identica alla materia convenzionale, tranne per il fatto che ha una carica opposta e si annichilisce al contatto con la materia ordinaria, rilasciando una quantità di energia determinata dalla famosa equazione di Einstein, E = MC 2 .
L'intera era degli acceleratori di particelle ad alta energia è stata avviata nel tentativo di scoprire l'antiprotone. Sin dalla scoperta del positrone, i fisici sospettavano che esistesse l'antiprotone. Costruirono ciclotroni che sondavano progressivamente energie più alte per vedere se gli antiprotoni potevano essere trovati.
Nel 1954, il fisico vincitore del premio Nobel Earnest Lawrence costruì il Bevatron a Berkeley, in California, un enorme acceleratore di particelle in grado di scontrarsi con due protoni a 6,2 GeV (giga-elettronvolt), previsti come la gamma ideale per la creazione di antimateria. Intorno a 6.2 GeV e oltre, le particelle si scontrano con energie così enormi che viene creata nuova materia. Questa è una conseguenza di E = MC 2 : genera energia sufficiente e ne consegue la produzione di materia. Quando la nuova materia viene creata dal nulla, si forma in uguali quantità di particelle e antiparticelle. Un campo magnetico può sottrarre gli antiprotoni carichi negativamente e possono essere rilevati. Ecco come deve essere prodotto l'antimateria.
Molti anni dopo, al CERN nei primi anni '90, gli scienziati sono riusciti a creare i primi antiatomi, in particolare l'antiidrogeno. Ciò è stato fatto accelerando gli antiprotoni a velocità relativistiche insieme agli atomi convenzionali. In casi specifici, quando si avvicinano al nucleo dell'atomo, la loro energia sarebbe sufficiente per forzare la creazione di una coppia elettrone-antielettrone. Di tanto in tanto, l'antielettrone si accoppiava con l'antiprotone passante, creando un singolo atomo di antiidrogeno. Nel 1995, il CERN ha confermato di aver creato con successo nove atomi di antiidrogeno. Era iniziata l'era della vera produzione di antimateria.
Sfortunatamente, gli usi per la produzione di antimateria sono limitati. È creato a così inefficienze così grandi che fare grandi quantità esaurirebbe la fornitura di energia dell'intero pianeta. Questo è il motivo per cui abbiamo poco da temere dall'ipotetica creazione di una bomba antimateria: la tecnologia non è fattibile. Nel lontano futuro, l'antimateria può essere considerata una forma efficiente di accumulo di energia per lunghi viaggi interstellari. Praticamente per qualsiasi applicazione, le batterie sarebbero superiori, ma per applicazioni speciali quando si desidera intrappolare tonnellate di energia in un piccolo spazio, l'antimateria potrebbe essere attraente.