¿Es posible contener partículas cargadas de manera similar en un campo magnético o trampas, generalmente a gran escala (digamos, todas ellas tienen carga positiva), y podrían utilizarse como reservas de energía con bastante facilidad?
¿No es más fácil de implementar que poner antimateria (por ejemplo, antihidrógenos) en un almacenamiento magnético?
¿Podría implementarse en nuestra tecnología actual?
Esta es la pregunta tal como se formuló originalmente, para obtener más información.
He leído esta pregunta , y me hizo dudar. Me parece que una de las formas más fáciles de almacenar antimateria es evitar que cada par entre en contacto.
Si vamos a almacenar antihidrógeno, fácilmente podría caer a la pared del contenedor y aniquilarlo.
Pero, ¿y si los mantenemos en forma de plasma?
Mi solución es mantener los leptones con antiquarks y los antileptones con quarks. Digamos que mantenemos los positrones con los protones en un contenedor y los electrones con los antiprotones en diferentes contenedores. Creo que sería más fácil de contener, ya que sus cargas similares (cargas positivas de positrones y protones, y cargas negativas de electrones y antiprotones) nos permiten contenerlos fácilmente en un contenedor magnético.
Nota: suponga que en el contexto de esta pregunta, la antimateria no es tan rara como lo es hoy.
TL;RD:
La
antimateria cargada de detalles (es decir, antiprotones) se almacena actualmente principalmente con una trampa/espejo magnético . En estos sistemas almacenamos pequeñas cantidades de núcleos de anti-hidrógeno (anti-protones).
Los investigadores han creado antihidrógeno neutro (antiprotones con positrones) y lo han almacenado hasta 16 minutos a la vez .
Además, se ha descubierto que la Tierra y Saturno producen y almacenan naturalmente antimateria en sus campos magnéticos . El almacenamiento en anillos como este podría funcionar como almacenamiento a largo plazo, pero no funcionaría como combustible para naves espaciales.
Entonces, veamos el mejor de los casos y supongamos que hemos desarrollado un método para crear anti-tungsteno (elemento de presión de vapor más bajo). Ponle una pequeña carga para que podamos manejarlo con campos electromagnéticos.
Coloque su bloque anti-tungsteno en un vacío perfecto (no podemos lograr esto, pero supongamos que podemos) y enfríe el bloque para reducir la presión de vapor.
A medida que los antiátomos y los átomos perdidos se desprenden de la estructura sólida, deambulan y finalmente golpean algo (ya sea materia o antimateria). Si un átomo de tungsteno choca con otro átomo de tungsteno, entonces no sucede gran cosa. Sin embargo, cuando el antitungsteno golpea al tungsteno, toda esa energía se libera en el tanque de combustible . Cada reacción individual no hace mucho más que calentar ligeramente la superficie en la que ocurrió el impacto.
Sin embargo, ese calentamiento hace que átomos adicionales se desprendan de la superficie y provoquen colisiones repetidas. Leí un artículo que indicaba que dado que solo podemos enfriar el bloque anti-tungsteno a través del enfriamiento radiativo, no podemos mantener la producción de energía y la temperatura de ese bloque aumenta con el tiempo.
A medida que aumenta la temperatura, también lo hace la velocidad de reacción. Eventualmente, la temperatura sube lo suficiente como para volverse destructiva, pierdes la contención y tu nave hace BOOM .
No estoy preparado para hacer los cálculos necesarios en este momento y mi recuerdo de todo esto tiene al menos 10 años, por lo que definitivamente podría estar equivocado.
Aún así, el almacenamiento de antimateria a granel y a largo plazo es un problema que no hemos resuelto y no tenemos buenas estrategias para resolverlo utilizando nuestro estado actual de conocimiento y tecnología.
Cómo podría verse/funcionar
Pero la estrategia más plausible probablemente se parecería a lo que describí anteriormente: un metal de baja presión de vapor almacenado en vacío completo dentro de un recipiente del mismo material.
Liberas los átomos de tungsteno para usarlos en el motor golpeándolos con un láser muy preciso diseñado para soltar los átomos e ionizarlos al mismo tiempo. Luego use campos electromagnéticos y láseres para manipular las partículas liberadas en la cámara de reacción.
El potencial de almacenamiento de antimateria está más allá de nuestro alcance, debido al hecho de que los científicos del CERN han descubierto una 'trampa' electromagnética para contener antimateria. Si se desarrolla, la antimateria podría producirse para tener una carga general igual que el campo electromagnético (suponiendo que no tenga un campo de fuerza de, por ejemplo, Star Wars o Star Trek) y así los dos se repelerían entre sí. Sin embargo, el problema es que necesitaría una sala controlada para el proceso de aniquilación si quisiera usar la antimateria en un combustible o nave de algún tipo y si la reacción fuera demasiado grande, la nave se convertiría en una zona de explosión catastrófica dependiendo de la cantidad de antimateria almacenada
Sin embargo, la teoría de Einstein (E = mc ^ 2) establece que la energía de la aniquilación de materia y antimateria se liberaría de dos maneras con fotones, por lo que parte de la energía golpearía la nave, lo que podría causar daños y el resto de la energía sería ineficiente. Sin embargo, si pudieras manipular la antimateria para enviar la energía en explosiones concentradas a la nave usando algún tipo de escudo deflector, entonces posiblemente podría impulsar la nave. ¡Sin embargo, los gustos de los viajes espaciales a otras galaxias son prácticamente imposibles hoy en día!
También existe la posibilidad de diseñar un colisionador de hadrones 100% eficiente que sea capaz de producir antimateria a una llama en la que no desperdicie electricidad en el proceso de producción y cree antimateria cada vez para ahorrar dinero y electricidad; debido al hecho de que hoy en día cuesta unos pocos miles de millones hacer unos pocos gramos de antimateria. Nunca se sabe: a principios de 1900, nadie pensó que sería posible ir a la luna, y lo hicieron debido a los avances tecnológicos en 1969.
También existe la posibilidad de usar antimateria para reemplazar los combustibles fósiles, ya que en 2008 solo se necesitaban 368 kg de antimateria para alimentar el mundo debido al hecho de que cuando se aniquila libera 1.8x10^17j de energía y, por lo tanto, podría reemplazar los mundos. problema de energía, si por supuesto construyes un colisionador 100% eficiente y luego no se desperdicia electricidad en el proceso y así sucesivamente; también si se podrían producir mayores cantidades de antimateria en la colisión de partículas.
Sin embargo, el uso doméstico de la antimateria sería difícil en esta era científica, ya que apenas hemos arañado la superficie de la antimateria, por lo que la aniquilación de la antimateria sería difícil de controlar en un hogar doméstico, a menos que, como hoy, se construyan plantas de energía que nos proporcionen con energía 'limpia'.
Realmente, los únicos otros usos de la antimateria son para estudios científicos y bombas. sin embargo, si hoy un país saliera con una bomba de antimateria, la gente consideraría seriamente si hubieran sido ayudados por extraterrestres, ya que la contención de antimateria en cantidades suficientes es extremadamente sofisticada y entra en detalles de física cuántica y de partículas que no se han desarrollado. El estudio científico de la antimateria sería alto, ya que la gente se apresuraría a ganar premios Nobel por descubrir por qué el universo dejó de crear antimateria en una milmillonésima de segundo y continuó produciendo materia ordinaria, que junto con la materia oscura y la energía oscura son los mayores misterios en física hoy!
Samuel
Mónica Celio