Llegar rápidamente a lugares en el espacio ha sido el objetivo de la investigación sobre propulsión durante mucho tiempo.

Los cohetes, nuestro medio más común para lograrlo, son excelentes para proporcionar mucha fuerza, pero extraordinariamente ineficientes. Otras opciones, como la propulsión eléctrica y la navegación solar, son eficientes, pero ofrecen cantidades insignificantes de fuerza, aunque durante mucho tiempo.

Por eso, los científicos llevan mucho tiempo soñando con un tercer método de propulsión, uno que pudiera proporcionar suficiente fuerza durante un tiempo suficientemente largo como para impulsar una misión tripulada a otra estrella en el transcurso de una sola vida humana. Y eso, en teoría, podría lograrse utilizando una de las sustancias más raras del universo: la antimateria .

Un nuevo artículo de Sawsan Ammar Omira y Abdel Hamid I. Mourad en la Universidad de los Emiratos Árabes Unidos analiza las posibilidades de desarrollar un motor espacial utilizando antimateria y qué es lo que hace que sea tan difícil de crear.

La antimateria fue descubierta en 1932, cuando el físico Carl David Anderson observó positrones (la forma antimateria de un electrón) en rayos cósmicos al pasarlos a través de una cámara de niebla. Ganó el Premio Nobel de Física en 1936 por su descubrimiento. Se necesitaron 20 años para crearla artificialmente por primera vez.

Desde entonces, la antimateria ha sido pinchada y estimulada de tantas maneras como los científicos han podido imaginar, incluso de manera literal, pero eso provoca aquello por lo que la antimateria es más famosa: la autoaniquilación.

Cuando un protón de antimateria entra en contacto con protones o neutrones de materia normal, se aniquilan entre sí y liberan una combinación de energía (normalmente en forma de rayos gamma) y también partículas de alta energía y vida corta, conocidas como piones y kaones, que viajan a velocidades relativistas.

Entonces, en teoría, una nave podría contener suficiente antimateria para crear intencionalmente esta explosión de aniquilación, utilizando las partículas relativistas como una forma de empuje y potencialmente utilizando los rayos gamma como fuente de energía.

La cantidad total de energía liberada por la aniquilación de un gramo de antiprotones es de 1,8 × 10 ¹⁴ julios, 11 órdenes de magnitud más que el combustible para cohetes e incluso 100 veces más que la densidad energética de un reactor nuclear de fisión o fusión. Como dice el artículo, «un gramo de antihidrógeno podría alimentar idealmente 23 transbordadores espaciales».

Todo esto plantea la pregunta: ¿por qué no tenemos todavía estos increíbles sistemas de propulsión?

La respuesta es sencilla: es complicado trabajar con antimateria. Como se autoaniquila con todo lo que toca, debe estar suspendida en un campo de contención electromagnética avanzado. El máximo tiempo que los científicos han podido hacer eso fue durante unos 16 minutos en el CERN en 2016, e incluso eso fue solo del orden de unos pocos átomos, no los gramos o kilogramos necesarios para sostener un sistema de propulsión interestelar.

Además, se necesitan cantidades absurdas de energía para crear antimateria, lo que la hace cara. El Desacelerador de Antiprotones, un acelerador de partículas gigantesco del CERN, produce unos diez nanogramos de antiprotones al año a un coste de varios millones de dólares.

Extrapolando eso, producir un gramo de antimateria requeriría algo así como 25 millones de kWh de energía, suficiente para abastecer a una ciudad pequeña durante un año. También costaría más de 4 millones de dólares al precio promedio de la electricidad, lo que la convierte en una de las sustancias más caras de la Tierra.

Teniendo en cuenta este gasto y la enorme escala de la infraestructura necesaria para hacerlo, la investigación sobre la antimateria es relativamente limitada. Se producen entre 100 y 125 artículos al año sobre el tema, cifra que ha aumentado drásticamente desde los 25 que se publicaban en 2000.

Sin embargo, eso se compara con los cerca de 1000 artículos que se publican al año sobre modelos de lenguaje de gran tamaño, una de las formas más populares de algoritmos que impulsan el auge actual de la IA. En otras palabras, el gasto total y el horizonte de largo plazo relativo para cualquier desembolso limitan la cantidad de financiación y, por lo tanto, los avances en la creación y el almacenamiento de antimateria.

Eso significa que probablemente pasará bastante tiempo antes de que podamos contar con un motor de antimateria. Incluso podríamos tener que crear algunas tecnologías preliminares de producción de energía, como la fusión, que podrían reducir significativamente el costo de la energía e incluso permitir la investigación que eventualmente nos llevaría hasta allí.

Sin embargo, la posibilidad de viajar a velocidades casi relativistas y potencialmente llevar humanos reales a otra estrella en una sola vida es un objetivo ambicioso que los entusiastas del espacio y la exploración en todo el mundo seguirán persiguiendo, sin importar cuánto tiempo lleve.