Acabo de leer un artículo de John P. Millis, Ph.D, que dice que la antimateria se crea en los cinturones de radiación de Van Allen. Estoy escribiendo una novela en la que una futura nave estelar con capacidad FTL, impulsada por una planta de energía de materia/antimateria, necesita recolectar antimateria de los cinturones de radiación alrededor de un planeta distante similar a la Tierra en otro sistema planetario. ¿Cómo podría suceder eso?
Creo que crearé un gran gigante gaseoso similar pero más grande que Saturno en mi universo ficticio. Debería poder recolectar más antiprotones en un cinturón de radiación mucho más fuerte. Encontré un excelente artículo sobre antimateria en lo que respecta a la propulsión aquí .
Se estima que la antimateria total en los cinturones de van Allen es de 160 nanogramos . Aniquilar eso con materia produciría la friolera de 8 kW-h de energía. Un cuarto de galón de gasolina tiene esa cantidad de energía. Sería mejor que la nave estelar obtuviera un chorro rápido de una bomba de la estación de servicio antes de partir.
La Enterprise utiliza colectores Bussard para recolectar hidrógeno del espacio interestelar.
Si bien la Enterprise es ciencia ficción, el Bussard-Collector, o más bien el estatorreactor Bussard 1 , es un concepto teórico de un físico llamado Bussard de 1960. En este concepto, la nave espacial utiliza campos EM muy fuertes para desviar y enfocar el hidrógeno que está volando. a través de un reactor (nuclear). Dentro de este reactor, el hidrógeno se calienta (acelera) y se expulsa hacia atrás, lo que da como resultado un empuje hacia adelante.
Sin embargo, el concepto de Bussard se trata más de cuánto hidrógeno se debe recolectar, cuánto se debe calentar y qué velocidad inicial se necesita. No dice nada sobre la geometría del campo, su fuerza o cómo generarlo.
Debe tenerse en cuenta que los campos deben ser increíblemente fuertes, porque una molécula de hidrógeno sin carga interactuaría con estos campos solo debido a su impulso dipolar (comparablemente débil).
Sobre la antimateria:
La materia se compone de partículas elementales, y para cada uno de estos tipos de partículas existe un antitipo.
Los positrones como antipartículas de los electrones son los más destacados y se liberan, por ejemplo, durante un mecanismo de desintegración nuclear llamado desintegración beta inversa. El sodio-22 es un isótopo que se descompone de esta manera y se utiliza PET, un método de diagnóstico médico. (¡Sí, antimateria en tu cuerpo!)
Los neutrones y los protones no son elementales, sino que consisten en quarks. Si logra juntar tres quarks, cada uno de los cuales es la contraparte de un quark en un neutrón, obtendrá un antineutrón. Pero esto es realmente difícil de lograr, debido a limitaciones físicas.
Y una vez que tienes un anti-protón, también es difícil combinarlo con un positrón en un átomo de anti-hidrógeno.
El experimento PAMELA establece que la proporción de antiprotones a protones es de 1:10000 en el cinturón de van Allen. En cuanto a mi conocimiento, hay alrededor de 11 g de protones en el cinturón, debería haber 1,1 mg de antiprotones. Si los recolecta todos, obtiene la energía que proporciona una planta de energía de 1 GW en tres minutos, pero no tanto. Otras fuentes indican 10 µg de antiprotones, y la respuesta de @Mark Adler establece incluso menos.
Sin embargo... si su antimateria en realidad consiste en antiprotones o positrones (es decir, partículas cargadas), es (un poco) más fácil recolectarlos. Los campos no deben ser tan fuertes y es fácil separar protones, antiprotones, electrones y positrones por su masa y carga. Puede ser, lea sobre espectrómetros de masas para tener una idea de cómo podría funcionar esto.
El almacenamiento de antimateria es otro problema. Si está cargado, puede usar espejos magnéticos; de hecho, el cinturón de van Allen es un espejo magnético gigante.
Como se dijo, la cantidad de antimateria en el cinturón de van Allen de la Tierra es bastante pequeña, es posible que tengas más suerte con otro planeta alrededor de otra estrella.
Las estrellas tampoco contienen mucha antimateria, pero (como escribió Mark Adler), puede ser posible (y está sujeto a la investigación actual), que haya grandes cantidades de antimateria pura en algún lugar.
1 ) Hoy en día, un estatorreactor es un tipo especial de motor de avión sin piezas giratorias. El aire se comprime solo por la presión del ariete en la entrada, no por un ventilador. Se agrega combustible y se quema, y el gas caliente sale por la boquilla de escape, proporcionando empuje. Pero el avión ya debe estar en movimiento, antes de que se pueda arrancar este motor. Cuando lo es, permite velocidades extremadamente altas.
GDD