martes, 19 de mayo de 2009

Ángeles, demonios y antimateria

Que yo sepa, la recién fallecida Corín Tellado nunca se ocupó de la novela de acción. Su fuerte era ese otro género tan popular, el de amor y lujo; pero si la escritora española más leída del mundo hubiera escrito aventuras con personajes que están a punto de morir a cada paso, pero que nunca se mueren, habría pergeñado algo parecido a las novelas de Dan Brown. En efecto, Brown es un exponente del género híbrido de acción con amor y lujo.
En el libro Ángeles y demonios, hoy película, Dan Brown añade física al lujo, el amor y la acción. 
En la historia, una sociedad secreta se roba del CERN (el laboratorio europeo donde se encuentra el Gran Colisionador de Hadrones) un frasquito de antimateria para hacer una bomba con la cual pretenden destruir el Vaticano. La idea no es del todo mala (la de una bomba de antimateria, no la de destruir el Vaticano, aclaro). Con todo, en un preestreno de la película que se llevó a cabo recientemente en el CERN con los investigadores de ese laboratorio, los físicos expresaron algunas reservas. Aunque la película les gustó, no dejaron de señalar que para obtener en el CERN la cantidad de antimateria que se necesita para hacer explotar el Vaticano tendrían que tener los aceleradores funcionando mucho tiempo: ¡diez veces la antigüedad del universo! O 140,000 millones de años. Ni en las clínicas del IMSS lo hacen a uno esperar tanto.
"Licencia artística" se llama a las libertades que se toma un autor a fin de que su historia sea más dramática, y no tiene nada de malo; pero con el inminente estreno de la película el público se ha estado haciendo preguntas acerca de la antimateria. ¿De dónde sale? ¿Existe? ¿La hemos visto? (En el libro se da a entender que generar antimateria es dificilísimo y que nadie la ha visto, lo que es falso.)
Los físicos somos personas muy elegantes: no nos gusta que la decoración de la sala no haga juego con la del comedor. Por eso en 1930 uno de los físicos más elegantes, el británico Paul Dirac, se puso a remodelar la casa. La sala era la teoría cuántica, flamantísima física de los objetos más pequeños del universo; el comedor era la teoría especial de la relatividad, menos flamante, pero también nueva en aquel entonces. Ambas describían bien fenómenos muy distintos: la física de lo muy pequeño y la física de lo muy rápido, pero no funcionaban bien juntas. Dirac se dio a la tarea de elaborar una teoría cuántica relativista que unificara las dos teorías, y lo consiguió. La teoría de Dirac tiene varias implicaciones. Una de ellas es que, además de los electrones (descubiertos a fines del siglo XIX), debían existir unas partículas iguales en todo a ellos, pero con carga eléctrica positiva; los protones también debían tener compañeros iguales en todo, menos en el signo de la carga eléctrica. En general, toda partícula tenía una compañera simétrica: su "antipartícula". Las antipartículas aparecieron en los experimentos de los físicos en 1932.
Un protón con un electrón girando a su alrededor forman un átomo de hidrógeno. Análogamente, un antiprotón y un antielectrón (también llamado positrón) formarían un átomo de "antihidrógeno". Así, podía uno imaginarse toda la tabla periódica de los elementos, pero con átomos formados por las antipartículas de los protones, electrones y neutrones que forman los átomos comunes y corrientes. Eso es la antimateria. En la teoría de Dirac, al juntarse una partícula con su correspondiente antipartícula, ambas se convierten en pura radiación: decimos que se "aniquilan" y la aniquilación desprende mucha energía. La bomba de antimateria --o de materia y antimateria-- es perfectamente posible. El único problemita es éste: si al juntarse materia y antimateria se aniquilan, ¿dónde guardamos la antimateria, suponiendo que la podemos producir en cantidades suficientes para la bomba? Un recipiente convencional haría explosión con todo y su contenido. La antimateria se puede guardar por medio de campos magnéticos que la confinan sin que tenga que entrar en contacto con nada material.
La antimateria no tiene nada de esotérico. Por ejemplo, no tiene masa negativa ni produce antigravedad. Son sólo partículas con la carga eléctrica volteada al revés, y punto. Es más: muchos procesos naturales generan antimateria, como los choques de rayos cósmicos con las capas superiores de la atmósfera de la Tierra. También generamos antimateria todos los días en los hospitales cuando hacemos tomografías por emisión de positrones (los positrones son las antipartículas de los electrones: electrones con carga positiva). Con todo, la antimateria sí está envuelta en un profundo misterio físico, aunque ese misterio no tiene nada que ver con sociedades religiosas ni explosiones. O sólo con una explosión: el Big Bang. 
La teoría indica que en el origen del universo tendrían que haberse generado materia y antimateria en cantidades iguales. No hay motivo para preferir una sobre la otra; son simétricas en la teoría. Sin embargo estamos en un universo donde todo está hecho de un tipo de partículas --las que llamamos materia-- y la antimateria figura únicamente en cantidades mínimas producidas cuando las partículas de materia chocan a grandes velocidades. ¿Por qué no se aniquiló todo poco después de formarse el universo? y ¿por qué hoy vemos tal asimetría entre materia y antimateria? Nadie lo sabe.
En cuanto a la película, parece que a los físicos del CERN no les preocupó demasiado que todo el asunto de la antimateria estuviera enredado. Les molestó más que un personaje (creo que el de Tom Hanks) pudiera lanzarse desde un helicóptero a 100 metros de altura y caer sin hacerse el menor daño en el río Tíber, que no es precisamente el Amazones ni en caudal ni en profundidad. El libro de Dan Brown tampoco es ningún Amazonas literario, pero ¿qué tiene de malo tomarse algunas libertades con la física para divertir al público?

6 comentarios:

Gerardo Gálvez-Correa dijo...

Mi querido Ser:

No sé si haces la pregunta final sólo con una finalidad retórica. La única respuesta que viene a mi mente es: ¿a qué público?

Cuando recién comenzaba a salir con la chica que hoy es mi esposa, encontré en la biblioteca de uno de sus tíos, en el cálido estado de Morelos, Ángeles y demonios.

Yo no había leído nada de Dan Brown, y a pesar de su fama, sabía bien poco acerca de la novela en la que propone ya no digamos la historicidad del Cristo (corrígeme si me equivoco pero, hasta donde me alcanza, la única referencia contemporánea es el bastante laico Flavio Josefo), sino la "controversial" posibilidad de que hubiera engendrado descendencia (la misma idea se me ocurrió a mí en tercero de secundaria, en 1979, cuando yo tenía 13 ó 14 años, así que ya te imaginarás la flojera que me daba verla convertida en piedra de escándalo en el invierno de 2006).

Supongo que fue en la primera página de Ángeles y demonios donde encontré un párrafo acerca del revolucionario y peligrosísimo secreto albergado en las entrañas de Suiza... la posibilidad de crear antimateria.

En ese entonces, yo ya había visto más de tres mapeos cerebrales SPECT (tomografías por emisión de positrón único).

Sí... debe de haber sido en la primera página; ya no leí la segunda. Decidí, en ese invierno morelense que pasé al lado de mi ahora esposa en 2006, no volver a leer, ni por error, otra línea escrita por Mr. Brown.

Anónimo dijo...

Estimado Sergio: si mal no recuerdo en la secundaria, leia que el cientifico Lavoisier hizo experimentos para dmostrar QUE LA MATERIA NO SE CREA NI SE DESTRUYE, SOLO SE TRANSFORMA.

Como tantas otras leyes (la geometria de Euclides o la gravedad de Newton) SON MUY VALIDAS Y EXACTAS en un ambiente local, conocido, pero la fisica cuantica y la relatividad de einstein, añadio variables igual de ciertas.

¿Que maravilla le causaria a Lavoisier (no enojo, estoy seguro que maravilla) saber que la materia SÍ SE DESTRUYE, en al aniquilacion de materia contra antimateria. Mi duda, estimado Sergio, es si es ABSOLUTO esto de la aniquilacion, es decir, queda NADA DE NADA de lo que fue materia... ¿que queda atras, solo energia?

Y eso me lleva a una ultima pregunta: ¿el big bang original, nos apunta a pensar QUE LA MATERIA ES LA "CONDENSACION" DE LA ENERGIA, digamos, como la agua es la condesacion del vapor?

Buen inserto, muy retador, provocador de dudas (como todo lo que tu propones)

Luis Martin Baltazar Ochoa

Alfo dijo...

Una pegunta, ¿Hay algun experimento que compruebe la existencia de la antimateria?
Si aun no se prueva experientalmente, puede que la antimateria le pase lo mismo a lo que le paso al flogisto o l éter luminifero. tal vez me equivoco.

Rox dijo...

Excelente y entretenida divulgación

Anónimo dijo...

SEGURO NO FUE EN SARCASMO LA CORRECCION "LA IDEA NO ES MALA"? (DESTRUIR EL VATICANO)

Sergio de Régules dijo...

Ger: En efecto, Dan Brown es malísimo. Confieso que yo no pasé de la página 20 de A y D (y no me molesté en leer el Código da Vinci, pero sí vi la película). Comete muchos errores, como pensar que la antimateria es una cosa súper esotérica y novedosa, o creer que la antimateria causó el Big Bang, ya deja tú lo de suponer sin ninguna duda la historicidad de Cristo.
Anónimo: Einstein y la cuántica en realidad no han cambiado mucho las cosas en materia (ejem) de energía. Lo que hoy sabemos es que materia y energía son equivalentes (e igual a m por c al cuadrado) y que lo que se conserva siempre, pase lo pase, así llueva, truene o relampaguee, es la energía. En las colisiones de una partícula con su antipartícula desaparecen las partículas originales, pero salen otras distintas que, en suma, llevan la misma energía que las que chocaron.
Alfo: Sí. Desde 1932 se detectaron las antipartículas y se producen todos los días en los aceleradores de partículas y en las capas superiores de la atmósfera. De hecho, los físicos las engloban en la palabra "partícula", sin distinguir si son anti o no, de tan cotidianas que son. En realidad son tan materia como las otras. Lo malo es que el nombrecito ya se quedó. Es como los números imaginarios, que de imaginarios no tienen nada.
Rox: Gracias (el autor se sonroja pudorosamente)
Anónimo: En efecto, lo dije con toda la mala leche del mundo.
No me atreví a hacerlo al aire, pero pude haber añadido que la sociedad secreta de Ángeles y Demonios simplemente quería hacer puré de papa.