Antimatéria
A antimatéria consiste em matéria composta de antipartículas das
partículas que constituem a matéria normal. Considera-se que a antimatéria
possui carga elétrica oposta à matéria. Um átomo de antihidrogênio, por
exemplo, é composto de um antipróton de carga negativa orbitado por um
posítron de carga positiva. Se um par partícula/antipartícula entra em contato
estes se aniquilam entre si produzindo energia que pode manifestar-se na
forma de outras partículas, antipartículas ou radiação eletromagnética.
Em 1995 conseguiu-se produzir anti-átomos de hidrogênio, assim como
núcleos de antideutérios, criados a partir de um antipróton e um antinêutron,
porém não se obteve sucesso na obtenção de antimatéria de maior
complexidade. A antimatéria cria-se no universo como resultado da colisão
entre partículas de alta energia, como ocorre no centro das galáxias,
entretanto, não se tem detectado nenhum tipo de antimatéria como resíduo do
Big Bang, coisa que ocorre com a matéria normal. A desigual distribuição entre
a matéria e a antimatéria no universo tem sido, durante muito tempo, um
mistério. A solução mais provável reside em certa assimetria nas propriedades
dos mesons-B e suas antipartículas, os anti-mesons-B.
Os posítrons e os antiprótons podem ser armazenados num dispositivo
denominado "armadilha" (Penning trap, em inglês), que usa uma combinação
de campos magnéticos e elétricos. Para a criação de armadilhas que retenham
átomos completos de antihidrogênio foram empregados campos magnéticos
muito intensos, assim como temperaturas muito baixas. As primeiras destas
armadilhas foram desenvolvidas pelos projetos ATRAP e ATHENA. O símbolo
que se usa para descrever uma antipartícula é o mesmo símbolo da partícula
normal, porém com um traço sobre o símbolo. Por exemplo, o antipróton é
simbolizado como: .
As reações entre matéria e antimatéria tem aplicações práticas na medicina
como, por exemplo, na Tomografia por emissão de posítrons (PET).
A antimatéria como combustível
As colisões entre matéria e antimatéria convertem toda a massa possível das
partículas em energia. Esta quantidade é muito maior que a energia química ou
mesmo a energia nuclear que se pode obter atualmente através de reações
químicas ou fissão nuclear. A reação de 1 Kg de antimatéria com 1 Kg de
matéria produziria 1.8×1017 J de energia ( segundo a equação E=mc² ). Em
contraste, queimar 1 Kg de petróleo produziria 4.2×107 J, e a fusão nuclear de
1 Kg de hidrogênio produziria 2.6×1015 J.
A escassez de antimatéria significa que não existe uma disponibilidade
imediata para ser usada como combustível. Gerar somente um antipróton é
imensamente difícil e requer aceleradores de partículas, assim como imensas
quantidades de energia ( muito maior do que a obtida pelo aniquilamento do
antipróton ), devido a ineficiência do processo. Os métodos conhecidos para
produzir antimatéria também produzem uma quantidade igual de matéria
